Изобретение радио. Александр Степанович Попов.

Биография, работы и наследие изобретателя.
Главная > Блог > Изобретение радио. Александр Степанович Попов.
Опубликовано: 19.10.2020 167

Несмотря на то, что приоритет в области изобретения радио сегодня оспаривается, в России основоположником считают Александра Степановича Попова. Ученый и его коллеги из разных уголков света подарили нам не только возможность использовать радиоволны на благо человечества, но и заложили фундамент для дальнейших масштабных изобретений – радиолокации, навигации и даже интернета.

Александр Степанович Попов

Александр Степанович Попов

 

Ранние годы и юность изобретателя радио

Попов Александр Степанович родился 16 марта по новому стилю в 1859 году в богословском Горном округе Верхотурского уезда (сегодня это город Краснотурьинск) Пермской губернии. Отцом будущего изобретателя был священник, что понятно по его фамилии, и происходил он из старинного рода служителей церкви. Степан Петрович был настоятелем в храме Иоанна Богослова.

Воспитание детей священнослужителей происходило в особой атмосфере. Александра с ранних лет приучали к храмовой жизни, он пел в церковном хоре, исполнял все обряды – всё, что в то время было привычной частью духовной жизни среднестатистического русского человека.

Но в Заводском посёлке, где родился Александр, были и другие развлечения. На заводе было множество работающих механизмов – токарных и слесарных станков, паровых машин. Они не могли не увлекать подрастающего мальчика.

В возрасте 10 лет Александра отправляют в Далматовское духовное училище в надежде на то, что он продолжит знаменитый род священнослужителей. Более того, его старший брат преподавал здесь латинский язык. Александр продолжал учебу в 1869–71 годах, затем перевелся сразу в третий класс духовного училища в Екатеринбурге. Здесь жила старшая сестра Мария и её семья. Муж Марии, Игнатий Александрович, был человеком зажиточным, владел имуществом и занимал не последний пост в епархиальном училищном правлении. Духовное училище Попов окончил в 1873 году и получил первый разряд.

Александр Попов в Далматовском духовном училище

Александр Попов в Далматовском духовном училище

 

Свернул «не туда»

Особой тяги к служению и к гуманитарным наукам в частности Александр никогда не испытывал. Как ни странно, к моменту поступления в училище он даже не знал грамоты. В коллективе других детей никогда не был лидером – имел невысокий рост и был слаб здоровьем.

Всё время учебы он выбирал математику и другие точные науки. Александр редко участвовал в общих играх с детьми, но физикой и математикой занимался с интересом и увлечением.

В 1877 году в Петербурге Александр подает заявление в Петербургский университет, чтобы его допустили к проверочному испытанию – другими словами, вступительному экзамену. Его он сдаёт успешно и зачисляется на физико-математический факультет.

Конечно, для того времени было странно, что сын священника из старинного рода, где все были священнослужителями, вдруг отдает предпочтение математике. Несмотря на то, что одобрения в семье Александр не получает, он продолжает настойчиво идти к своей цели.

Учёба Александра была продуктивной – он интересовался всем и впитывал знания, как губка. В 1880 году Русское техническое общество создает Электротехнический отдел. В марте этого же года в Санкт-Петербурге открывается Первая электротехническая выставка, куда Попов был приглашён, как сегодня бы сказали, консультантом.

Естественно, перед этим ему пришлось изучить все тонкости электротехнического оборудования того времени. На выставке демонстрировались изобретения для широкой публики, особый интерес вызвали средства связи – телефон Белла, телеграфные аппараты Якоби и Шеллинга. Здесь были представлены практически все достижения в этой области, разработанные к тому времени. На выставке происходит знакомство Александра с учеными-электротехниками В.Н. Чиколевым, П.Н. Яблочковым и другими.

В 1880 году открывается Товарищество электротехники. Его рабочие занимаются освещением улиц, общественных учреждений и садов в Северной столице. Попова зачисляют в штат монтером. Будучи на четвёртом курсе, он ассистирует профессору физики. Благодаря этому к концу обучения он уже имеет не только теоретические знания, но и практические навыки.

Студенты-физики. Александр Попов – третий слева, 1882 год

 

Александр оканчивает университет в 1882 году, а уже в следующем году защищает диссертацию и получает степень кандидата наук. В 1883 году публикует научную статью. За все достижения Александра оставляют в университете, чтобы он смог подготовиться к получению звания профессора.

С 1883 года он становится преподавателем в Минном офицерском классе. Хорошо оснащенный физический кабинет, обширная библиотека способствуют тому, чтобы и дальше развивать свои познания в электротехнике. Здесь будущий изобретатель радио ведет лекции по гальванизму и высшей математике.

Попов со слушателями своих лекций в Минном офицерском классе

 

Личная жизнь Попова

Женой Александра Попова стала Раиса Алексеевна Богданова, они обвенчались 18 ноября 1883 года. Дочь присяжного поверенного, она никак не была связана с наукой. С Александром познакомилась во время поступления на Высшие женские медицинские курсы, которые открылись при Николаевском военном госпитале.

В сфере медицины Раиса Алексеевна сумела также добиться немало. К моменту, когда она окончила курсы (1886 год), была в числе первых во всей России женщин-врачей с медицинским дипломом. До самой своей смерти она занималась медицинской практикой.

Александр Степанович Попов с женой Раисой Алексеевной

Александр Степанович Попов с женой Раисой Алексеевной

 

Первый сын Степан родился в семье в 1884 году. Он окончил мужскую гимназию в Кронштадте, получил два высших образования, после Первой мировой войны преподавал музыку, умер в 1920 году в Ростове-на-Дону от сыпного тифа.

Следующий сын Александр появился на свет через 3 года – в 1887 году. Он пошел по стопам отца – окончил гимназию Карла Мая, электротехническое отделение. Затем отслужил в армии и позже преподавал эстетику. В 1923 г поступил на архитектурный факультет и по его окончании в основном работал в проектных институтах. Умер во время блокады Ленинграда в 1942 году.

Старшая дочь Раиса была рождена в 1891 году. Она, как и мать, увлекалась медициной и окончила Женский медицинский институт, после чего стала работать в госпитале. Во время войны получила множество ранений, после неё – инвалидность и уже не работала по специальности. Умерла в 1976 году.

Александр Попов с женой Раисой Алексеевной и детьми

Александр Попов с женой Раисой Алексеевной и детьми

 

Вторая дочь Екатерина появилась на свет в самом конце XIX века – 1899 г. Как и отец, она выбрала математику, но также увлекалась вокалом. Младшая дочь четы Поповых основала современный Мемориальный музей памяти отца. Умерла в один год со старшей сестрой Раисой.

Как все начиналось

События, которые положили начало изобретению радио, произошли в 1895 году, 7 мая, и могли остаться незамеченным. В Петербурге в ученых кругах Александр Попов зачитал свой доклад, в котором говорилось о взаимодействии металлических порошков и электрических колебаний.

До этого он долго провод жил опыты по организации радиосвязи. Ещё летом 1890 года изготовил специальный прибор, который мог обнаружить грозу на расстоянии от места измерения. Следя за этим явлением природы, ученый понимает, что если у источника есть достаточная мощность, то обнаружить магнитные волны можно на любом отделении от него. Это и натолкнуло его на мысль о возможности передавать сигналы на большие расстояния не по проводам.

Как источник колебаний он выбирает Герцовский вибратор, а для его возбуждения – катушку Румкорфа. Всю необходимую аппаратуру он изготавливает самостоятельно, взяв за основу приборы предшественников. Инновацией можно считать тот факт, что Попов присоединяет к приборам вертикальный провод – первый прототип антенны, которая полностью меняет все представление об улавливании электромагнитных колебаний. Благодаря этому нехитрому приспособлению возникает связь посредством электромагнитных волн, что лежит в основе современной радиотехники.

Почему же предшественники не смогли изобрести радио? Дело в том, что Попов был не только физиком-теоретиком, но и практиком, экспериментатором, который не боялся пробовать новое. Схему первого во всём мире радиоприёмника он изложил в журнале русского физико-химического общества в 1896 году. Через 3 месяца после выхода статьи в свет он продемонстрировал на практике, как можно передавать сигналы на расстоянии почти четверть километра без проводов.

Схема первого радиоприемника Попова

Схема первого радиоприемника Попова

 

Стоит сказать и о текстовой радиограмме, которую передавали с помощью аппаратуры, изобретенной Поповым. Сеанс состоялся в 1896 году, 24 марта, в физическом кабинете при Санкт-Петербургском университете. Для демонстрации собрались ведущие ученые-физики того времени, а также руководители Военно-морского ведомства. Ассистент находился в здании напротив на расстоянии 250 м от источника. Он передавал кодированные сигналы. Для их расшифровки использовали вибратор Герца.

Уникальность такого прибора в том, чтобы Попов предусмотрел даже возможность подключать регистрирующее устройство. Самым известным на то время был самописец братьев Ришар и аппарат Морзе. Благодаря им на ленте появлялись знаки. Первая радиограмма состояла всего из двух слов – «Генрих Герц».

Первый радиоприемник Попова

Первый радиоприемник Попова

 

Затем были опыты на кораблях Петербурга. В них Попову удалось достичь дальности радиосвязи сначала 645, а затем и 5000 м. Через 2 года он уже смог принимать сигналы на расстоянии от источника в 11 километров. Это старт серийному производству приборов, сконструированных Александром Поповым.

От теории к практике

Вскоре изобретения пригодились на практике. В конце 1899 года броненосец «Генерал-адмирал Апраксин» сел на мель у острова Гогланд. Чтобы организовать связь с экипажем корабля, морское министерство поручило Попову обеспечение этого плана, хотя расстояние до броненосца составляла около 50 км. Александр успешно справился с этим заданием, и за 3 месяца, пока корабль был на мели, всего передал более 400 радиограмм.

Радиостанция на острове Гогланд

Радиостанция на острове Гогланд

 

Этот успешный опыт организации радиосвязи привел к тому, что морское министерство решает вооружить все суда русского военно-морского флота не только средствами постоянного вооружения, но и радиотелеграфами. До этого в мире никто так не делал. Попов, естественно, руководил процессом. Он не только следит за изготовлением радиоаппаратуры для кораблей, но и создает полевые армейские радиостанции, испытывает их в полевых условиях в Каспийском пехотном полку.

Броненосец «Генерал-адмирал Апраксин»

Спасение броненосца «Генерал-адмирал Апраксин» при помощи радиоприемника Попова

 

В 1900 году изготавливаются радиостанции для вооружения кораблей, которые уходят на Дальний Восток. Уже через 3 года корабли русского флота массово вооружаются радиотелеграфной аппаратурой. Естественно, скромных технических ресурсов небольших мастерских недостаточно, поэтому заказ на производство оборудования получает фирма «Телефункен» из Германии. Но качество исполнения было невысоким, устройства часто выходили из строя.

радиостанция Попова 1901

Радиостанция Попова 1901 г.

Наследие изобретателя Попова

Изобретения Попова были высоко оценены общественностью того времени. Русское техническое общество присуждает ему премию в 1898 году и делает его своим почетным членом. Уже в следующем году Александр Степанович получает диплом, как почетный инженер-электрик. В 1901 году ему предлагают должность преподавателя в электротехническом институте, которую он продолжает совмещать со службой в Морском техническом комитете.

Электротехнический институт в Санкт-Петербурге

Электротехнический институт в Санкт-Петербурге

 

Последующее развитие радиотехники было бы невозможно без разработанных Поповым устройств. Кроме непосредственно воплощенных в жизнь идей им были выдвинуты инновационные для того времени мысли. Например, ещё в 1897 году, выясняя, почему прекратилась связь между двумя кораблями, когда в коридоре между ними прошёл крейсер, Попов обнаружил, что радиоволны реагируют на металл. По сути, это стало идеей современной радиолокации, которая используется активно и сегодня.

Также Александр Степанович внедрял полупроводники в различных радиотехнических устройствах и активно изучал их роль. Уже в начале XX века он был твердо уверен в том, что радиосвязь вскоре будет применяться на практике и станет доступна большому количеству людей.

Разработками радиотелеграфного оборудования на то время занимались многие изобретатели. Ещё в 1897 году главный инженер телеграфов из Великобритании, В. Прис, выступил в Лондоне с докладом, где рассказывал об усовершенствовании радиоаппаратуры другого изобретателя Гульельмо Маркони. Последний даже подал заявку на получение патента по своему изобретению. А согласно законодательству того времени патент выдавали всем, кто не изобрел ничего похожего внутри стороны, не сверяясь с мировыми достижениями.

Соответственно, Маркони получает патент, который будет действовать только на территории Великобритании. Одновременно он открывает собственную фирму и пытается получить патенты в других странах. В Германии, России и Франции он получает отказ, поскольку ранее таких же результатов добился Попов.

Гульельмо Маркони

Гульельмо Маркони

 

Конечно, Александр Степанович не мог не отреагировать на получение Маркони патента и выступления Приса. Хотя он и отдавал должное научной деятельности этих исследователей, но указал на то, что изобрел Маркони, появилось на полтора года раньше.

Кто же изобрел радио?

Вот мы и подошли к спору о том, кого же считать истинным изобретателем радио. В странах постсоветского пространства это, безусловно, Александр Попов. В то же время в Америке «праотцом» радио считается Никола Тесла, во Франции – это Эдуард Бранли, в Бразилии – Ландель де Муру, в Германии – Генрих Герц.

Так или иначе, каждый из этих исследователей и ученых внес свой вклад в совершенствование радио, которое известно сегодня всем. Если рассматривать его появление с самого начала, то «истоком» стало электромагнитное поле, открытое в 1845 году Майклом Фарадеем – известным химиком-физиком из Англии. Поистине такое открытие можно считать одним из самых значимых, поскольку оно положило начало не только радио, но и другим открытиям.

Через 20 лет Джеймс Кларк Максвелл не просто выводит собственную теорию электромагнитного поля, но и рассчитывает, что скорость света и скорость электромагнитных волн равна.

Еще 20 лет спустя Генрих Герц создаёт резонатор и генератор электромагнитных колебаний и демонстрирует, что в свободном пространстве распространяются электромагнитные волны. Их можно считать предшественником радио. Но основное отличие было в том, что устройство Герца работало только на расстоянии нескольких метров.

Ещё в 1984 году в Индии впервые продемонстрировали передачу радиосигналов в миллиметровом диапазоне, а это раньше случилось на год раньше, чем Александр Попов показал свое изобретение.

Если рассматривать ситуацию с технической точки зрения, то Александр Попов лишь доработал имеющиеся устройства и нового, по сути, ничего не открыл. Он создал прибор, взяв за основу открытия своих предшественников. Можно считать, что идея радио одновременно пришла ему и Гульельмо Маркони, хотя и находились они на разных концах света.

Этот факт не умаляет заслуг Александра Попова. Вне зависимости от того, какие устройства создал Маркони, нашему соотечественнику удалось сделать огромный вклад в развитие радиоэлектроники в нашей стране.

Не только радио

Естественно, что пытливый ум Попова не мог остановиться только на разработке радио. Будучи человеком любознательным, он интересовался другими научными открытиями того времени в областях, где так или иначе применялось электричество.

Открытые в конце XIX века рентгеновские лучи тоже заинтересовали его. Именно он стал одним из первых, кто сделал в России рентгеновский аппарат и получил снимки предметов и человеческой руки, причем достаточно четкие и разборчивые.

В 1897 году при его поддержке и непосредственном участии Кронштадтский военно-морской госпиталь был оснащен рентгеновским кабинетом. Позже даже на некоторых боевых кораблях поставили рентгеновские аппараты. Одним из них оказался крейсер «Аврора» – после сражения, прошедшего в Цусимском проливе, благодаря ему быструю медицинскую помощь оказали около 40 раненым морякам.

Реализованная система радиосвязи натолкнула изобретателя Попова на мысль о создании регистратора электромагнитных излучений природного происхождения. Ещё в 1895 году он изобрел грозоотметчик – прибор, который вскоре начали активно использовать в метеорологии.

Александр Попов в Кронштадте, 1899 год

Ученый в Кронштадте, 1899 год

 

А в самом конце XIX века, 1899 году, следующим его изобретением стал первый в мире детекторный радиоприемник, который принимал телеграфные сигналы на слух. Через год увидел свет кристаллический точечный диод, а еще через 3 года – первая полноценная радиотелефонная система.

Что дало человечеству изобретение радио Попова

Изобретенные Поповым аппараты для радиографии сегодня превратились в полноценную систему связи, которая охватила весь мир и помогла распространять информацию с невероятной скоростью. Для начала XX века это было невероятным прорывом – действия людей и организаций, разобщенных территориально, теперь можно было координировать практически в реальном времени.

Люди получили возможность быстро узнавать свежие новости, военные – передавать друг другу данные, правительственные учреждения – получать информацию от иностранных дипломатических миссий и посольств. И всё это буквально за несколько минут.

Медаль Александра Попова

Медаль, врученная Попову на Всемирной выставке в Париже, 1900 год

 

Еще через пару десятков лет радио стало доступно практически всем людям – благодаря ему можно было слушать оперы и концерты, сводки новостей и выступления политических деятелей.

Без радио было бы невозможным изобретение телевидения, современной радиометрологии и радиоастрономии. И это не говоря о радиообнаружении, радиопротиводействии и радиопеленгации, которые сегодня активно используют в военном деле в качестве одного из основных методов навигации.

Кстати, современные средства беспроводной связи тоже не могли бы быть воплощены в жизнь, если бы Александр Попов и его коллеги в конце XIX века не обнародовали свои изобретения. GSM, Wi-Fi, LTE, CDMA, Вluetooth – всё это так или иначе появилось на свет благодаря технологии применения радиоволн.

Марки Александр Попов

Марки, выпущенные в СССР в память об изобретении радио

 

Даже современные антенны практически не изменили своей конструкции со времен изобретения. А приёмопередатчики всё так же работают на основе колебательного контура, который был впервые открыт в 1848 году.

Разработка Попова положила начало навигации и спутниковой связи, которые сегодня используются земными радиотелескопами и космическими кораблями. Луноходы и марсоходы управляются с Земли тоже благодаря радиосигналам. Интернет, который сегодня объединил не только страны, но и целые континенты, тоже своего рода последователь изобретение радио Александра Попова. Практически не осталось сферы человеческой деятельности, где бы ни была нужна связь без проводов.

Тем не менее, несмотря на прошедшие сто с лишним лет так и не удалось избавиться от некоторых проблем радиосигнала. Если в пределах нашей планеты его вполне достаточно, чтобы связать людей с разных континентов и быстро передавать информацию, то в масштабах космоса он становится менее эффективным. Например, информация от марсохода поступает на землю с задержкой до 22 минут. Межпланетная станция Voyager, которая удалена от земли почти на 15 млрд. километров, передает информацию в течение 14 часов. Тем не менее, других достойных альтернатив радиосигналу пока не найдено – возможно, что-то изменить в этой сфере смогут наши потомки.

Памятник Александру Попову

Памятник Александру Степановичу Попову на Каменноостровском проспекте в Санкт-Петербурге

 

Аппаратура для беспроводной связи, которая была разработана Александром Поповым, а также основные методы её применения в военных и мирных целях, совершили переворот в жизни людей того времени и сделали очень много для современной цивилизации. Сегодня 7 мая празднуют как День радио, а 1995 год прошёл как всемирный год радио под эгидой ЮНЕСКО.

Опубликовано: 19.10.2020 167