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马可尼

马可尼 Marconi,G.W

梦幻星空宇宙网站宇宙时空频道,关于科学家及工作者的介绍主题的文章《马可尼》,主要内容讲述科学名人,科学人物,马可尼,科普知识

马可尼
人类无线电通信的创始人——意大利的马可尼(Marconi,G.W., 1874~1937)与俄国的波波夫(Πoπoβ,A.C. 1859~1906)成功地进行了世界上最早的无线电通讯活动,开创了人类通讯的新纪元。

无线电通讯是利用电磁波的辐射和传播、经过空间传送信息的通信方式。1831年,英国法拉第发现电流可以产生磁场。1865年,英国麦克斯韦从理论上预言了电的任何波动可以在远处产生感应即电磁波的存在、并且电磁波能够从产生的地方以光的速度辐射出去,但他本人未能亲自作出实验验证。1887年,德国物理学家赫兹(Hertz,H.R., 1857~1894)利用静电的火花放电实验,证明了电磁波的存在,激起了人们利用电磁波的念头,而赫兹却英年早逝,未能在电磁波的应用技术方面开展科研工作。敏感的发明家们已经意识到电磁波可以用于无线电通讯。以意大利的马可尼和俄国的波波夫为代表的科学家、发明家,在前人已掌握的电磁学和电磁波知识的基础上,大胆探索、奋勇实践,开启了电磁波应用的大门并开创了无线电通信这门新技术。

1894年,20岁的马可尼偶然读到赫兹论述电磁波实验的文章,它深深触动了马可尼,从而把兴趣全部转移到利用电磁波进行通讯的实验上,立志实现无线电通信。他说:“当我利用赫兹波开始做第一批实验时,我简直不能想象,一些著名科学家竟忽略了应用这些理论。”

马可尼说干就干,他在父母的别墅顶层建立了无线电收发实验装置。起初,通讯距离只有140米。他在发射机振荡偶极子的一个铜球上连接一根很长的导线,增强电磁波的发射强度,这就是早期的无线电天线。他还采用了粉末检波器作为接收机。1896年夏天,他在别墅的三楼实验室与1.7公里远处的山丘之间,成功地实现了无线电报通讯。同年,22岁的马可尼到达英国,在普利斯大臣和英国邮电部的支持与赞助下,继续进行扩大无线电通讯距离的实验。在一次公开场合,马可尼作了10~20公里的无线电报通讯表演。就在1896年6月2日,马可尼向英国政府提出了编号为12039的电报专利申请书。1897年,他成立了无线电报及信号公司(后来的马可尼无线电公司)。这时候,他开始把自己的发明付诸商业化。1899年,跨越英吉利海峡51公里无线电通讯试验成功。1900年,马可尼获得了英国政府的第7777号专利。1901年,马可尼去美国,他试验成功了在加拿大的纽芬兰与英国的昆沃尔之间、横跨大西洋3000公里的越洋无线电通讯。

由于马可尼在无线电通信方面所做出的贡献,他获得了1909年度的诺贝尔物理学奖。

与马可尼同时,俄国物理学家波波夫也独立地发明了无线电通讯。早在1889年初,他就开始重复赫兹的实验。1895年5月7日,波波夫在彼得堡的俄国物理化学学会上演示了他创造的“雷暴指示器”——这实际上就是一架简单的无线电接收机,因为它将高空雷击放电时辐射的电磁波通过电铃或打字机接收并记录下来。表演结束时,波波夫明确指出说:可以预作断言,我的仪器经过进一步改进后,能够利用快速电振荡向远处发送信号。此时此地,波波夫已明确地预见到利用电磁波进行通讯的可能性与现实性。以后经过逐步改进,在俄国政府支持下,波波夫把他发明的无线电通讯技术逐步付诸实用。

波波夫在1896年3月24日成功地进行了250米无线电报通讯。1897年春天,在俄国军港喀琅施塔得停泊码头,波波夫的无线电通讯距离扩展到640米;同年夏天,他的无线电通讯距离达到了5公里——在这次实验中,波波夫还观察到金属障碍物对电磁波传播的影响。

意大利人马可尼1901年向新来临的20世纪奉献上的珍贵礼品是一项科技创新与发明——成功地进行了首次无线电通讯,无线电技术的大发展从而成为20世纪的热门事情。1906年,美国物理学家费森登发明无线电广播,使无线电波进入千家万户,预示着一个信息时代的肇始。

1886年的一天,意大利罗波亚大学的一位教授正在指导学生做实验。他走到马可尼面前,亲昵地说:“你知道吗?赫兹证明,电磁波可以在空间传播,而且具有光一样的反射性!”马可尼专心地听着。

  下课后,马可尼交给老教授一张图画,上边画着长了翅膀的字母正飞越大海。他恭敬地对教授说:“让电磁波带着信号飞过大海,地球上的距离不就缩小了吗?”教授满意地点着头:“把幻想变成现实,是要付出艰苦劳动的啊!”

  马可尼认真地钻研了麦克斯韦和赫兹的学说,他推想,假如加强电磁波的发射能力,也许能增大它的传播距离。他思索着,实验着,首先在菜园子里完成了几百米的无线电通讯。他连续干了10年,终于在1895年完成了2000米的无线电通讯。在这次实验中,青年马可尼提出了用接地天线的方法来加强电磁波的发射能力。

  马可尼的创造并没有得到意大利当局的理解。要实现无线电通讯,没有政府的资助是很困难的。

  20多岁时马可尼到了英国。英国邮电局很重视他的发明,认为无线电通讯技术一旦成功,英国海军舰只之间便可以连成一体,便大力资助马可尼的研究。

  马可尼经过反复实验,认为用调谐的方法来发射信号和接收信号,可以加强信号的发射与接收。他还认为,提高发射天线和接收天线的高度,就能扩大通讯范围。

  马可尼创造出了调谐的办法,克服了一系列的难关,终于开始了跨越大西洋的无线电通讯实验。他带着一名助手从英国出发来到加拿大的圣约翰斯,首先安装起信号接收装置,然后用氢气球把天线高高吊起。谁知正在准备接受信号时,突然氢气球爆炸了。后来,马可尼急中生智用大风筝把天线升到了121米的高空。突然,耳机里传来了“嘀嗒”声,无线电报成功啦!

  1909年,马可尼获得诺贝尔物理学奖,这年他才35岁。

 

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