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【物理学的足迹】1895年 马可尼实现电磁波远距离传送

已有 4056 次阅读 2016-1-28 11:14 |个人分类:物理学的足迹|系统分类:科普集锦|关键词:无线电波,电报,卫星电视,电磁波| 电磁波, 电报, 卫星电视, 无线电波

 1895     马可尼实现电磁波远距离传送


节选自“改变世界的科学”丛书之《物理学的足迹》

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图1. 伽利尔摩·马可尼


我们看谍战片时,常常看到我地下工作者们在一个小方盒子上面有规律地摁圆按钮,“滴滴,滴,滴滴滴……”,那就是他们在秘密给中央发电报汇报重要情报。电报是电磁波的最早的应用之一,在无线电波、卫星电视、WiFi3G等电磁波充斥人们生活环境的今天,你也许想象不到当年人们对拥有“千里眼”和“顺风耳”的渴望。

19世纪中叶还是一个“通讯基本靠吼”的时代,也许飞鸽传书和快马加急还是当时最快的通讯方式之一。当麦克斯韦预言的电磁波最终被赫兹的实验所证实时,人们对电磁波的应用同样充满了期待。1894年,意大利的一名年仅20岁的年青人伽利尔摩·马可尼注意到了赫兹的实验,他敏锐地意识到电磁波的传输不需要实际的线路,直接在空中就可以传播,因此电磁波可能具有更远的传播距离。一年后,马可尼制作了一个可以发射无线电波的机器,具有商业头脑的他紧接着申请了发明专利并注册了公司。1899年,马可尼用他的仪器证明了电磁波确实可以远距离传输——在英吉利海峡的彼岸接收到了他发射的电磁波信号!神奇的无线电波传输距离的记录还在不断地被马可尼刷新,1901年,马可尼再次将无线电信息成功地穿越大西洋(从英国到加拿大),1910年则从爱尔兰传到了阿根廷!


图3. 无线电波传播方式


如今,我们知道无线电波实际上是电磁波家族的“老大哥”,它具有毫米以上的波长和300GHz以上的频率,无线电之所以能够远距离传输,是因为我们的地球上空大气层中存在一个电离层,发射到天空的电磁波(天波)会被电离层反射,从而被很远的接收站收到。无线电波也可以直接在地面附近传播(地波),通过基站被进一步将信号放大并传到下一个基站,不断接力下去而传播很远的距离。

1909年,马可尼因无线电的发明和应用与布劳恩一起获得了诺贝尔物理学奖。同年,无线电的重要作用在一次海难中得到了充分的体现。当时,共和国号汽船由于碰撞遭到毁坏而沉入海底,幸亏及时发送求救电报,除了六人以外大部分船员幸免于难。而1912年泰坦尼克号沉没酿成数千人死亡的悲剧原因之一,是离得最近的加利福尼亚号上电报员关闭了电报机而未能及时收到求救电报!

无线电的发明在新闻、军事、科研等各个方面起到了巨大的推动作用,为此,马可尼被公认为“历史上最有影响的100人”之一,名次紧紧跟在法拉第、麦克斯韦和爱迪生之后。


图3. 无线电的应用

【丛书简介】

“改变世界的科学”丛书是针对青少年编著的一套大型科普图书,含数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学、医学、农学、计算机科学等9个分册,以编年体的形式呈现,图文并茂地叙说人类历史上20 000年来最重大的科学发现。本丛书为上海市“十二五”重点图书。

丛书各分册均按照时间顺序来回顾、概括人类的科学活动,以科学发现的历史为主,兼及科学机构的兴衰、科学教育的发展、科学社团的变迁等。丛书通俗易懂,对于青少年了解科学知识、领悟科学方法、弘扬科学精神,乃至对于提高国民的整体科学文化素养,都将起到积极的促进作用。








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1 姬扬

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