伟大的发明 无线电技术的发展史

伟大的发明 无线电技术的发展史 伟大的发明:无线电技术的发展史 2010年12月23日 1821年法拉第完成了第一项重大的电发明。在这两年之前，奥斯特已发现如果电路中有电流通过，它附近的普通罗盘的磁针就会发生偏移。法拉第从中得到启发，认为假如磁铁固定，线圈就可能会运动。根据这种设想，他成功地发明了一种简单的装置。在装置内，只要有电流通过线路，线路就会绕着一块磁铁不停地转动。事实上法拉第发明的是第一台电动机，是第一台使用电流将物体运动的装置。这是一项重大的突破。 人们知道静止的磁铁不会使附近的线路内产生电流。1831法拉第发现第一块磁铁穿过一个闭合线路时，线路内就会有电流产生，这个效应叫电磁感应。一般认为法拉第的电磁感应定律是他的一项最伟大的贡献。 两个理由足以说明这项发现可以载入史册。第一，法拉第定律对于从理论上认识电磁更为重要。第二，正如法拉第用他发明的第一台发电机(法拉第盘)所演示的那样，电磁感应可以用来产生连续电流。 是法拉第把磁力线和电力线的重要概念引入物理学，通过强调不是磁铁本身而是它们之间的“场”，为当代物理学中的许多进展开拓了道路，其中包括麦克斯韦方程。法拉第还发现如果有偏振光通过磁场，其偏振作用就会发生变化。这一发现具有特殊意义，首次明了光与磁之间存在某种关系。法拉第提出的电磁感应定律表明，磁场的变化要产生电场。 1837年法拉第引入了电场和磁场的概念，指出电和磁的周围都有场的存在，这打破了牛顿力学“超距作用”的传统观念。1838年，他提出了电力线的新概念来解释电、磁现象，这是物理学理论上的一次重大突破。1843年，法拉第用有名的“冰桶实验”，证明了电荷守恒定律。1852年，他又引进了磁力线的概念，从而为经典电磁学理论的建立奠定了基础。 无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。 通过调节将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。无线电波的频率范围从3000 Hz到300 GHz。 詹姆斯?克拉克?麦克斯韦，英国物理学家、数学家。科学史上，称牛顿把天上和地上的运动规律统一起来，是实现第一次大综合，麦克斯韦把电、光统一起来，是实现第二次大综合，因此应与牛顿齐名。1873年出版的《论电和磁》，也被尊为继牛顿《原理》之后的一部最重要的物理学经典。没有电磁学就没有现代电工学，也就不可能有现代文明。一般认为麦克斯韦是从牛顿到爱因斯坦这一整个阶段中最伟大的理论物理学家。1879年他在临近48岁生日之际因病与世长辞。他光辉的生涯就这样过早地结束了。 麦克斯韦生前没有享受到他应得的荣誉，因为他的科学思想和科学方法的重要意义直到20世纪科学革命来临时才充分体现出来。然而他没能看到科学革命的发生。1879年11月5日，麦克斯韦因病在剑桥逝世，那一年正好爱因斯坦出生。科学史上这种巧合还有一次是在1642年，那一年伽里略去世，牛顿出生。 麦克斯韦最早在他递交给英国皇家学会的论文《电磁场的动力理论》中阐明了电磁波传播的理论基础。他的这些工作完成于1861年至1865年之间。 1864年，英国科学家麦克斯韦在前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。 赫兹是德国的一位青年物理学家。麦克斯韦的《电磁学通论》发表之时，他只16岁。在当时的德国，人们依然固守着牛顿的传统物理学观念，法拉第、麦克斯韦的理论对物质世界进行了崭新的描绘，但是违背了传统，因此在德国等欧洲中心地带毫无立足之地，甚而被当成奇谈怪论。当时支持电磁理论研究的，只有波尔茨曼和赫尔姆霍茨。赫兹后来成了赫姆霍茨的学生。在老师的影响下，赫兹对电磁学进行了深入的研究，在进行了物理事实的比较后，他确认，麦克斯韦的理论比传统的“超距理论”更令人信服。于是他决定用实验来证实这一点。1886年，赫兹经过反复实验，发明了一种电波环，用这种电波环作了一系列的实验，终于在1888年发现了人们怀疑和期待已久的电磁波。赫 兹的实验公布后，轰动了全世界的科学界，由法拉第开创、麦克斯韦总结的电磁理论，至此取得了决定性的胜利。麦克斯韦的伟大遗愿终于实现了。 赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)在1886年至1888年间首先通过试验验证了麦克斯韦的理论。证实了电磁波的存在。他证明了无线电辐射具有波的所有特性，并发现电磁场方程可以用偏微分方程表达，通常称为波动方程。 之后，人们又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差别。 1906年圣诞前夜，雷吉纳德?菲森登(Reginald Fessenden)在美国麻萨诸塞州采用外差法实现了历史上首次无线电广播。菲森登广播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗诵《圣经》片段。 1922年，位于英格兰切尔姆斯福德的马可尼研究中心开播世界上第一 个定期播出的无线电广播娱乐节目。 关于谁是无线电台的发明人还存在争议。 1893年，尼古拉?特斯拉(Nikola Tesla)在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信。在为“费城富兰克林学院”以及全国电灯协会做的中，他描述并演示了无线电通信的基本原理。他所制作的仪器包含电子管发明之前无线电系统的所有基本要素。 古列尔莫?马可尼(Guglielmo Marconi)拥有通常被认为是世界上第一个无线电技术的专利，英国专利12039号，“电脉冲及信号传输技术的改进以及所需设备”(1895年)。 尼古拉?特斯拉1897年在美国获得了无线电技术的专利。然而，美国专利局于1904年将其专利权撤销，转而授予马可尼发明无线电的专利。这一举动可能是受到马可尼在美国的经济后盾人物，包括托马斯?爱迪生，安德鲁?卡耐基影响的结果。1915年，特斯拉拒绝接受诺 贝尔物理奖(交流电等技术的发明)。 1901年12月12日,“嘀、嘀、嘀”三声微弱而短促的讯号，通过电波传过2500公里的大西洋对岸,从此向世界宣布了无线电的诞生。扎营守候在 位于加拿大东南角的纽芬兰(Newfoundland)讯号山(SignalHill)的马可尼，用气球和风筝驾设接收天线，终于接收到从英国西南角的宝窦(Poldhu)，用大功率发射电台发送“S”字符的国际莫尔斯电码......。这是有史以来第一次人类跨过大西洋的无线电通讯，这个实验向世人说明了无线电再也不是仅限于实验室的新奇东西，而是一种实用的通讯媒介。这一消息轰动了全球，激发了广大无线电爱好者浓厚兴趣，推动了业余无线电运动蓬勃发展。 1909年，马可尼和卡尔?费迪南德?布劳恩(Karl Ferdinand Braun)由于“发明无线电报的贡献”获得诺 贝尔物理学奖。 1943年，在特斯拉去世后不久，美国最高法院重新认定特斯拉的专利有效。这一决定承认他的发明在马可尼的专利之前就已完成。有些人认为作出这一决定明显是出于经济原因，这样二战中的美国政府就可以避免付给马可尼公司专利使用费。 还有俄国发明家波波夫，他在1901年声称就发明了无线电。 1898年，马可尼在英格兰切尔姆斯福德的霍尔街开办了世界上首家无线电工厂，雇佣了大约50人。 无线电经历了从电子管到晶体管，再到集成电路，从短波到超短波，再到微波，从模拟方式到数字方式，从固定使用到移动使用等各个发展阶段，无线电技术已成为现代信息社会的重要支柱。