← К оглавлению |
НИКОЛА ТЕСЛА. СТАТЬИ |
«Electrical Review», 11 декабря 1920 г.
Как и следовало ожидать, последние успешные опыты эдуарда Белена в Париже по фотографической передаче изображения между Нью-Йорком и Сент-Луисом (расстояние 1.000 миль) вызвали новую волну интереса к этому довольно давно известному направлению в науке. Аппарат г-на Белена рассматривается с точки зрения опыта предыдущих попыток в этой области, и следует признать, что французский изобретатель добился значительного прогресса. его аппарат, действительно, по многим техническим характеристикам устарел и всем хорошо знаком, но все детали просчитаны квалифицированно, а его фотографические репродукции не только хорошо передают сходство с оригиналом, но и отличаются в немалой степени четкостью. Подобно другим научным направлениям, передача изображения на расстояние доведена до современного уровня совершенства путем последовательных и постепенных улучшений, проводившихся в течение 77 лет. литература по этому вопросу поистине многотомна, и изучить ее досконально трудно, поскольку статьи опубликованы на разных языках и разбросаны по многочисленным периодическим изданиям. Лишь одна исчерпывающая работа была полностью опубликована в Германии д-ром Артуром Корном из Мюнхена и д-ром Бруно глатцелем.
ПЕРВЫЕ ПАТЕНТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ МНОГО ЛЕТ НАЗАД
Своим возникновением эта идея обязана Александру бейну, шотландскому конструктору, который получил патент, предъявив свое изобретение в 1843 году. Его замысел предполагал передачу печатных материалов, чертежей и картин следующим образом: на передающей станции был смонтирован штатив с изолированными металлическими иглами таким образом, чтобы скользить по строчкам над рамкой, лежащей над печатной страницей, которую необходимо воспроизвести на расстоянии. Внутри этой рамки и под прямым углом к ее плоскости в герметизирующую пасту вставляются короткие провода, при этом их нижние концы контактируют с буквами, которые, в свою очередь, все электрически присоединены. по мере того как штатив совершал возвратно-поступательное движение, изолированные металлические иглы то соприкасались с верхними концами коротких проводов, то размыкали контакт с ними, регулируя таким образом подачу тока через них. Каждая металлическая игла соединялась специальной передающей линией с принимающей станцией, где находился аналогичный штатив, способный скользить по химически обработанной бумаге, наложенной на заземленную металлическую пластину. когда аккумулятор на выходе передающей станции соединялся одним из своих полюсов с буквами, а другим с землей, импульсы тока, проходя по передающим проводам и химически обработанной бумаге, вызывали изменение цвета последней, воспроизводя тем самым символы. Чтобы получить удовлетворительные изображения, требовалось огромное количество игл и передающих проводов, и, понимая этот недостаток, Бейн предложил использовать только один провод, но не дал полной информации относительно этого. Впоследствии Боннелли и другие изобретатели усовершенствовали его аппарат, оставив лишь небольшое количество проводов. Нет сомнений, что вопреки явной непродуманности системы, она была вполне приемлемой для промышленной эксплуатации в передаче печатных материалов, в том числе чертежей и картин.
Первого настоящего успеха добился англичанин фредерик Коллир Бейкуэлл, который получил Британский патент в 1847 году за технологическую разработку, некоторые качества которой оказались востребованными в последующие годы. В качестве передатчика он применил валик, на котором чернилами из изолирующего вещества были написаны печатные знаки. Металлическая игла касалась валика и слегка выдвигалась при каждом его обороте в точности как у более старой модели фонографа. Подобный валик, покрытый химически обработанной бумагой и оснащенный скользящей иглой, установили на принимающей станции. При этом валики были заземлены, и аккумуляторная батарея подсоединена к линейному проводу, соединяющему передающие и принимающие иглы, в результате прохождения тока происходило изменение цвета бумаги и проявление письменных знаков на принимающем конце. Принимая во внимание то время, аппарат Бейкуэлла был поразительно совершенным, особенное его отличие — способность поддерживать синхронность вращения валиков, для чего предусмотрена автоматическая и ручная коррекция. Между Бейкуэллом и Бейном возник конфликт за право первенства, но в данном случае он не имел смысла — Бейн был инициатором идеи, в то время как бейкуэлл стал первым в ее успешном претворении.
ВЫВОД О НЕЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ БУМАГИ
Применение химической бумаги вызывало возражения, и в 1851 году Хипп исключил ее, производя отпечатки на приемнике с помощью магнита, возбуждаемого передаваемыми импульсами. Любопытно тем не менее отметить, что современный способ полностью основан именно на этом приеме. В 1855 году Касселли модифицировал аппарат Бейкуэлла, применив точно синхронизированные маятники на передающей и принимающей станциях, заменяя, таким образом, вращательное движение возвратно-поступательным, как в устройстве Бейна. касселли, по-видимому, был более предприимчивым, чем его предшественники, и аппарат, который он построил в 1860 году, действительно применялся довольно успешно недолгое время для осуществления связи между Парижем и некоторыми городами Франции. Его сняли с эксплуатации, вероятно, по причине замедленности передачи и отсутствия спроса на такого рода аппаратуру. Странно, что многие монографии по физике и другие учебники упоминают Касселли, игнорируя в то же время Бейна и Бейкуэлла.
Некоторое время спустя Майер смонтировал устройство, которое успешно применялось во Франции и которое можно по праву считать первым, вполне практическим воплощением проектов в этой области. любопытное усовершенствование было внесено Жераром, который в 1865 году предложил использовать плоские диски вместо валиков Бейкуэлла. С тех пор как предприняли попытку передачи сигнала с помощью одного провода, появилась настоятельная необходимость поддержки идеальной синхронности между передатчиком и приемником, и многие изобретатели отдали свои силы решению этой задачи. д'Арлинкорт прибегнул к камертонам, и его идея была впоследствии осуществлена в более совершенном виде Лакуром. Примерно в это время изобретение дошло до америки, и в 1870 году Сойер сосредоточил всю свою изобретательность на разработке способа, в котором он применил цинковые клише. Они служили очень надежно и явились огромным шагом вперед.
В 1880 году Эдисон изобрел аппарат, принцип работы которого был тот же, что использовал и Сойер, отличие заключалось в том, что отпечатки производились на бумаге рельефно. Далее эту идею развил Деннисон в измерительных приборах поршневого типа. Благодаря введению установки переменного тока передачи энергии Теслы, появилось оригинальное средство для управления передатчиками и приемниками. В 1893 году Шихи первым предложил использовать синхронные двигатели.
НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ ДАЮТ ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЯТЬ ФОТОГРАФИЧЕСКИЕ ПЛЁНКИ
Сделать доступной передачу изображений любого вида — печатных материалов, чертежей или схем — удалось Лену ару, который ввел в процесс фотографические пленки. Но реального успеха добился американский инженер н. Амштутц, который впервые и вполне успешно применил рельефные фотографические передающие клише. Амштутц был настоящим первопроходцем, а его изобретение явилось сутью современных процессов. Правда, еще в 1865 году француз Хьюберт предложил использовать густую пасту для написания букв, но это не принесло большой пользы. Вполне удовлетворительные демонстрационные опыты с устройствами амштутца были проведены в Америке более 20 лет тому назад, когда изображения передавались по телеграфным проводам на большие расстояния. Сохранились полученные им пробные отпечатки, которые, безусловно, говорят о том, насколько он опередил свое время.
Вслед за Амштутцем более или менее успешно занимались передачей изображения Данлейни, Палмер, Миллз и другие американские изобретатели. В это время возникла необходимость в ускорении процесса путем модернизации аппаратов, а также благодаря применению многоканальной передачи. бельгийский изобретатель Карбонел сделал существенный вклад в решение этой задачи, предложив использовать телефонную мембрану с пишущим элементом для воспроизведения отпечатков.
Впрочем, среди всех изобретателей д-р Корн был наиболее успешным, а также и плодовитым по количеству предложенных усовершенствований: его фотографический метод записи изображения, осуществленный в 1903 году, был самым значительным достижением. Общую идею фотографической записи выдвинул еще Джордж Литтл, а несколькими годами позже Диллон получил патент на использование светочувствительной бумаги и зеркала, отражающего луч света на нее. Но в то время его предложение было вряд ли осуществимым, так как техника фотографирования оставляла желать много лучшего. В качестве иллюстрации можно напомнить, что в 1892 году внимание ученого мира было приковано к поразительно чувствительному приемнику, который состоял из вакуумной трубки, через которую в точно сбалансированном режиме проходил поток электронов, посредством которого предлагалось использовать метод фотографирования в передаче телеграфных и телефонных сообщений по трансатлантическим кабелям, а позже и беспроводным способом. Это предложение столкнулось с категорическими возражениями против фотографического метода. Действительно, способ Белена стал возможным в значительной степени благодаря значительному улучшению качества светочувствительных пленок, достигнутому в ответ на актуальные потребности кинематографии, а также под влиянием недавней войны.
СЕЛЕНОВЫЙ ФОТОЭЛЕМЕНТ И ВАКУУМНАЯ ТРУБКА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ПЕРЕДАЧЕ И ПРИЁМУ
В изобретенном д-ром Корном аппарате селеновый фотоэлемент на передатчике применяется для регулирования интенсивности тока, подающего сигнал, а на принимающей станции он использует вакуумную трубку повышенной интенсивности, которая направляет излучение сквозь узкую щель на светочувствительную пластину. Трубка возбуждается под действием высокочастотных токов, поступающих от трансформатора Теслы, и может производить много тысяч вспышек в секунду. Действие принимающего устройства осуществляется при помощи подключенного гальванометра, вибрографа или телефонной мембраны. Установка Корна с успехом применялась в течение нескольких последних лет в Германии и других странах. Некоторое время она действовала даже в беспроводном режиме. Патенты на этот способ передачи были выданы в 1898 и 1899 годах Кюстеру и Дж. Уильямсу, но эксплуатация этих устройств предполагала применение герцовых волн, и это делало их малопригодными к использованию. Позднее Фредерик Браун, Панса и Кнудсен добились получения патентов [на свои установки], которые, впрочем, имели те же недостатки. На сегодняшний день успеха в этом направлении добились только Корн, бержонно и Т. Бейкер. Изобретатели неизменно применяют проводной гальванометр, который наиболее подходит для большой скорости [передачи сигнала]. телеавтографическая передача с применением аналогичных средств проводного, а также беспроводного способа стала сейчас общепринятой и осуществляется при помощи двухкомпонентного передатчика, первоначальная идея которого принадлежит англичанину Джонсу, предложившему эту схему еще в 1855 году.
МНОГИЕ СОВРЕМЕННЫЕ РАЗРАБОТКИ ОСНОВАНЫ НА ХОРОШО ИЗВЕСТНЫХ ПРИНЦИПАХ
В этот краткий рассказ о передаче изображения Белин вписал последнюю главу. Способ, на котором он в конце концов остановился после многолетних упорных поисков, предполагает использование двух синхронно вращающихся валиков — одного для передачи и второго для воспроизведения. Первый изготовлен из меди, и его поверхность предварительно обработана и покрыта тонким слоем щелочного раствора, что позволяет наматывать на него пигментным оттиском фотографию и погружать его целиком в горячую воду, что приводит к налипанию желатина на поверхность цилиндра пропорционально степени непрозрачности так, чтобы получалась рельефная фотография отпечатка. На этом валике находится считывающий элемент микрофонной мембраны, который медленно перемещается вперед по мере вращения валика, как это происходит в фонографе. Таким образом ЭДС угольных контактов изменяется в соответствии с изменениями поверхности, а микрофонные токи передаются по проводу к принимающей станции, где они вызывают соответствующие отклонения зеркала, которое является частью высокочувствительного апериодического вибратора. Мощный луч света, отраженный от зеркала, проходит сквозь экран, градуированный от полной прозрачности до непроницаемости, и попадает через микроскопическое отверстие на светочувствительную пленку, намотанную на принимающий валик. Предусмотрены специальные меры, поддерживающие валики в точном соответствии, так как это является обязательным условием надежной работы. Пленка, безусловно, защищена от попадания на нее света извне, и когда процесс завершается, она проявляется как обычная пленка, так что можно получить или позитивную копию, или негатив в зависимости от положения экрана. В его аппарате нет ничего фундаментально нового, фактически каждая возможность этого аппарата была известна из прежних разработок. Даже градуированный экран, один из самых существенных компонентов, уже применялся ранее д-ром Корном. Но г-н Белин проявил изрядную изобретательность и мастерство во всех элементах конструкции, и воспроизведенные им фотографии в высшей степени превосходны. Есть все основания считать, что его усилия будут вознаграждены широким применением на практике этих аппаратов.
ТЕЛЕВИДЕНИЕ ДОЛЖНО СТАТЬ СЛЕДУЮЩИМ ШАГОМ В РАЗВИТИИ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА
Передача фотографий является лишь первым шагом на пути к неизмеримо более значительному достижению — телевидению. Под этим подразумевается мгновенная передача зрительных образов на любое расстояние проводным или беспроводным способом. Этому вопросу я посвятил более 25 лет тщательных исследований. Два препятствия, которые в прежние времена казались непреодолимыми, успешно устранены, но на пути всё еще остаются серьезные трудности. Они проявляются в инертности светочувствительных элементов и в недостаточно высокой скорости, которая необходима для обеспечения зрительного восприятия людей, предметов или бытовых сцен. Задача состоит в том, чтобы создать передатчик, аналогичный хрусталику и сетчатки глаза, передающее средство, подобное зрительному нерву, и приемник, структурированный таким же образом, как мозг. Это колоссальная задача, но я уверен, что в ближайшем будущем человечество увидит ее практическое решение.
← К оглавлению |
Вверх |
Далее |