езонатора на одном и том же столе, то теперь резонатор отзывается на волны вибратора уже на расстоянии нескольких метров.
Лодж, как и Герц, и Бранли, вовсе не думал о применении своего прибора для телеграфирования без проводов. Лодж не пошел дальше использования своего прибора на лекционных опытах. Являясь кабинетным ученым, Лодж не смог применить достижения науки на практике.
Попов изобрел новую схему автоматического восстановления чувствительности когерера. В цепь с когерером было включено реле, обеспечивавшее подключение исполнительного устройства – электрического звонка, молоточек которого бил по трубочке, встряхивая опилки и восстанавливая сопротивление когерера после приема каждой посылки затухающих электромагнитных колебаний. В зависимости от замыкания телеграфного ключа прерывателя посылка могла быть короткой или продолжительной. Задача обеспечения беспроводной связи была принципиально решена.
Волшебные опилки у Попова. Принимаем грозу!
Была ранняя весна 1895 года. В Минном классе шли обычные занятия. Кроме преподавательской работы, Попов продолжал свои опыты. Он тщательно следил за развитием науки в других странах. В одном из номеров английского журнала «Электришен» он прочитал статью Оливера Лоджа о трубке Бранли.
– Это то, чего нам до сих пор недоставало! – заявил Александр Степанович. – Маленькая стеклянная трубка с железными опилками… Да, этой малютке обеспечено великое будущее! – Он раскрыл шкаф, достал оттуда отрезок стеклянной трубки и банку с железными опилками.
– Металлические пробки!.. Трубку следует заткнуть металлическими пробками… – шептал он, просматривая описание когерера.
– Что ж, займемся токарным ремеслом! – предложил Рыбкин и уже направился к небольшому токарному станку, стоявшему в другой комнате.
– Постойте, Петр Николаевич, – остановил его Попов. Александру Степановичу хотелось поскорее испытать когерер, и он решил на первый раз для быстроты заменить пробки чем-нибудь таким, что было под рукой.
– Дайте-ка разновесы, – попросил он у Рыбкина. Не прошло и минуты, как когерер был готов. Двадцатиграммовые гирьки оказались прекрасными пробками для трубки с опилками. Приемный прибор Лоджа был очень простым. Он состоял из когерера, пары гальванических элементов и небольшого гальванометра. Все это было последовательно соединено проводником.
Николай Петрович Рыбкин писал в своей статье «Воспоминания об изобретателе беспроволочного телеграфа Александре Степановиче Попове»: «Я до сих пор помню, с каким волнением показывал мне Александр Степанович номер журнала The Electrician, в котором была помещена статья Лоджа, где он описывал свои знаменитые опыты по применению открытия Бранли к устройству когерера для обнаружения при помощи его электрических колебаний. В этой области, в которой работал А. С. десять лет, сделано было ценное достижение. А. С. сейчас же принимается воспроизводить, и в процессе этой работы создает свою знаменитую схему первой приемной станции, положившей начало беспроволочному телеграфу».
Пока Попов соединял все части прибора в общую цепь, Рыбкин установил на одном из многочисленных столиков физического кабинета вибратор.
И вот начались опыты. Петр Николаевич включил вибратор. Стрелка гальванометра приемного аппарата резко отклонилась и застыла. Александр Степанович, находясь у приемника, слегка щелкнул по когереру пальцем. Стрелка рванулась к нулю, но потом снова метнулась в сторону и оставалась неподвижной до тех пор, пока Попов не встряхивал стеклянной трубкой.
Именно так обстояло дело во время опытов Бранли. Такой же примитивный способ изменения сопротивления опилок описал и Лодж.
Попову не нравилось щелкать пальцами по когереру после приема каждого сигнала. Лодж писал, что когерер можно приводить в равновесие также и механически – при помощи особого устройства, приводимого в действие часовым механизмом. Но и это не удовлетворяло Попова.
– Нет, нет, надо не только автоматизировать удары, но и сделать так, чтобы приемник приходил в равновесие вполне самостоятельно.
Попов задумался и стал ходить по комнатам физического кабинета, скользя взором по многочисленным приборам, которые были расставлены в больших стеклянных шкафах.
Вдруг он резко остановился и принялся рассматривать один из приборов с таким неподдельным интересом, будто видел его впервые, тогда как это был давно знакомый сильно потрепанный на лекциях обыкновенный гальванометр д'Арсонваля.
– Вот то, что нам нужно! – указал Попов на гальванометр.
Гальванометр д'Арсонваля отличается от других приборов такого рода тем, что вместо вертикальной имеет горизонтальную стрелку, которая укреплена на особой, горизонтальной же подвижной рамке.
Попов высыпал опилки из стеклянной трубки когерера на небольшой листок слюды, который положил на рамку гальванометра. Затем короткими отрезками мягкого звонкового проводника он включил эту щепотку опилок в цепь приемного устройства, по прежнему состоявшую из последовательно соединенных гальванометра, опилок и гальванической батареи.
– Опыты продолжаются, – спокойно, как на лекции, произнес Попов.
Рыбкин сразу же включил вибратор.
– Нет, Петр Николаевич, останьтесь у вибратора, – торопливо сказал Александр Степанович, едва Рыбкин сделал шаг в его сторону, чтобы взглянуть на работу нового приемника.
Попов волновался. Дрожащими руками он то снимал со слюдяного листка немного опилок, то снова подсыпал их.
– Ну теперь, кажется, все в порядке, – наконец облегченно произнес он. – Станьте, Петр Николаевич, у выключателя и слушайте мою команду… Включите!
Рыбкин включил вибратор.
– Выключайте!
Золотистая искра между шариками вибратора исчезла.
– Включайте!.. Выключайте!.. Включайте!..
Больше ничего не было слышно. Только эти два слова. Они следовали друг за другом то с такой быстротой, что Рыбкин едва успевал выполнять приказания, то между ними наступала длинная пауза.
Схема «прибора для обнаружения и регистрирования электрических колебаний», продемонстрированного А. С. Поповым в действии на заседании Физического отделения РФХО 25 апреля (7 мая) 1895 г.
Все это время Попов не спускал глаз с подвижной рамки гальванометра. Она металась из стороны в сторону. Но в этих на первый взгляд беспорядочных движениях чувствовалась определенная закономерность. Казалось, что гальванометр был живым существом и чутко прислушивался к приказаниям склонившегося над ним ученого. Качаясь, рамка еле слышно пощелкивала, и эти звуки были необычайно похожи на постукивание телеграфного аппарата, чертящего на узкой ленте точки и тире азбуки Морзе.
Попов механически повторял все те же слова: «Включайте… выключайте…». Его глаза, серьезные и спокойные, были устремлены на щепотку железных опилок. Вдруг в глазах засветилась радость.
Александр Степанович перенес приемник с одного места на другое. Попов определил, что сконструированный им прибор с автоматическим встряхиванием опилок безотказно принимает электромагнитные волны на расстоянии до 12 метров.
Уже одно это было большим достижением: приемник, построенный по схеме Лоджа, прекратил прием в 8 метрах от передатчика. В первый же день опытов с когерером Попову удалось не только обнаружить слабое место схемы Лоджа – необходимость самому встряхивать опилки, но и добиться полной автоматической работы приемника.
Наспех собранный прибор не удовлетворял еще Попова в полной мере, но принцип, положенный в его основу, казался ученому правильным. Поэтому он решил довольствоваться этим приемником, переключив все свое внимание на изучение и улучшение его основной части – когерера.
В декабре 1895 года Попов написал статью «Прибор для обнаружения и регистрации электрических колебаний», в которой подробно описал свои опыты с прибором Лоджа.
«Прежде всего я пожелал дать такую форму прибору с опилками, чтобы иметь возможное постоянство чувствительности. При этом… надо было испытывать такое расположение частей цепи, содержащей опилки, чтобы увеличить шансы образования нитей металла по линиям тока. Лучшие результаты получились в следующих комбинациях:
1) Внутри стеклянной трубки длиною около 7 сантиметров и диаметром около 1 сантиметра сквозь пробки натянуты две параллельные проволоки, не касающиеся между собой. Опилки насыпаны в трубку так, что они только немного ее заполняют…
2) Железные опилки, висящие на маленьком прямом магните в виде кисти, опирающейся на металлическую пластинку или чашку. В этом случае нити опилок уже образованы магнитными силами, и электрический разряд только дает им проводимость…
Во всех опытах как на величину, так и на постоянство чувствительности влияют размеры зерен металлического порошка в вещество его…»
Изготовленный А. С. Поповым «цепочечный детектор» для лекционных и учебных занятий
Далее подробно описываются свойства ряда металлов, влияющие на изменение сопротивления в когерере. Подводя итоги своих опытов, Попов пишет: «Ограничиваясь описанием этих опытов, я опускаю различные мои попытки устроить прибор с достаточным постоянством чувствительности при малом числе контактов (цепочки, комбинации, аналогичные микрофонам, и т. п.); в подобных формах приборы могут достигать чувствительности, значительно превосходящей трубки с опилками, но постоянства чувствительности я пока не мог добиться…»
Сад Минного офицерского класса, в котором А. С. Попов весной 1895 г. провел первые опыты со своими радиоприборами
Попов упорно работал над усовершенствованием когерера – этой основы его приемника. Однажды во время опытов он случайно увидел лабораторные весы, чашки которых были подвешены на тонких медных цепочках. В памяти встали картины далекого детства. Попов вспомнил о своем первом изобретении – электрическом будильнике – и о странном его поведении во время грозы. Теперь ему стало ясно, что будильник принимал электромагнитные волны, а цепочка ходиков была когерером. Попов снял одну цепочку с весов и включил ее в цепь приемника вместо когерера.