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電話如何接收電磁波

早在公元968年,中國便發明了壹種叫"竹信"(Thumtsein)的東西,它被認為是今天電話的雛形。歐洲對於遠距離傳送聲音的研究,卻始於17世紀。1796年,休斯提出了用話筒接力傳送語音信息的辦法。雖然這種方法不太切合實際,但他賜給這種通信方式的壹個名字--Telephone(電話),卻壹直延用至今。

有人說,電話是壹支唱了100多年的歌。它至今依然是聲音繚繞,響徹寰宇。100多年來,電話作為傳遞人類話音的基本功能雖無多大變化,但隨著技術的進步,它卻經歷了"磁石-***電-自動"的發展過程。

1753年2月17日,《蘇格蘭人》雜誌上發表了壹封署名C.M的書信。在這封信中,作者提出了用電流進行通信的大膽設想。他建議:把壹組金屬線從壹個地點延伸到另壹個地點,每根金屬線與壹個字母相對應。在壹端發報時,便根據報文內容將壹條條金屬線與靜電機相連接,使它們依次通過電流。電流通過金屬線上的小球便將掛在它下面的寫有不同字母或數字的小紙片吸了起來,從而起到遠距離傳遞信息的作用。

最早電報設備之壹

1839年7月9日,英國退役軍官威廉.福瑟吉爾.庫克(Williain Fothengill Cooke)與倫敦高等學院的自然哲學教授惠斯登(Wheatstone)兩人合作制成的5指針的電報機開始在倫敦的帕丁頓車站與韋斯特.德雷頓之間的鐵路線上使用,距離達21公裏。之後他們不斷改進電報機,使這種電報機在英國鐵路上壹直使用到20世紀初。

五針式電報機

五針式電報的工作原理:兩根指針指同壹個字母正在傳送

1844年5月24日,莫爾斯從華盛頓到巴爾的摩拍發人類歷史上的第壹份電報。在座無虛席的國會大廈裏,莫爾斯用激動得有些顫抖的雙手,操縱著他傾十余年心血研制成功的電報機, 發出了:“上帝創造了何等奇跡!”壹語。

莫爾斯發出第壹封電報設備復制品

1850年8月28日,英國人約翰(John)和雅各布?布雷特(Jacob Brett)兄弟倆在法國的格裏斯—奈茲海角(Cape Gris-Nez)和英國索蘭海角(Cape Souther-land)之間的公海裏用“巨人”號拖船在英法兩國之間的多佛爾海峽敷設了第壹條海纜,但只發幾份電報就中斷了,原因是有個打魚人用拖網勾起了壹段電纜,並截下壹節高興地向別人誇耀這種稀少的“海草”標本,驚奇地說那裏面裝滿了金子。

1858年8月5日,第壹份海纜電報橫越大西洋。這條大西洋海底海纜於1857年8月7日從愛爾蘭西海岸瓦倫西亞(Valentia)開始敷設,8月17日海纜在12000英尺深的水下崩斷。1858年7月28日深夜,兩只敷纜船再次在大西洋中部相會,拼接好電纜後敷纜船向相反的方向敷纜。8月5日,總長為3240公裏的電纜敷纜完畢。淩晨二點四十五分,第壹份海纜電報橫越大西洋。8月12日美國和英國之間播發海纜電報,9月3日1點,由於報務員的錯誤導致電纜絕緣擊穿而損壞。

1858年的敷纜船

1865年5月17日,為了順利實現國際電報通信,法、德、俄、意、奧等20個歐洲國家的代表在巴黎簽訂了《國際電報公約》,國際電報聯盟(International Telegraph Union ,ITU)也宣告成立。1932年,70多個國家的代表在西班牙馬德裏召開會議,決定自1934年1月1日起正式改稱為“國際電信聯盟”(International Telecommunication Union)。1969年5月17日,國際電信聯盟第二十四屆行政理事會正式通過決議,決定把國際電信聯盟的成立日——5月17日定為“世界電信日”,並要求各會員國從1969年起,在每年5月17日開展紀念活動。1973年國際電信聯盟再次通過決議,要求各會員國繼續開展各種紀念活動,活動方式可以多種多樣。為了使紀念活動更有系統性,每年的世界電信日都有壹個主題。

1857年召開的第壹屆國際電報大會

1866年7月28日,英國的“東方巨輪”敷設的第二條海底電纜傳送了第壹份電報,從此海纜成為通信上的壹種正規的通信工具。

東方巨輪

1871年5月23日,丹麥大北電報公司可以用中國文字打電報至香港。

1875年6月2日,美國人亞力山大.格雷厄姆.貝爾(Bell,Alekander Graham)發明了電話。至今美國波士頓法院路109號的門口,仍釘著塊鐫有:1875年6月2日電話誕生在這裏的銅牌。

1876年2月14日,貝爾申請了那個著名的他和沃森壹直研究著的裝置——電話的專利。同壹天另壹個發明家格雷(1835-1901)也向美國專利局遞交了相似設備的專利申請書,只因比貝爾晚了幾個小時而痛失電話發明權。

貝爾獲得電話的專利證書

1876年3月10日,貝爾在做實驗時不小心把硫酸濺到自己的腿上,疼痛之中他叫了起來:“沃森先生,快來幫我啊!”沒有想到,這句話通過實驗中的電話傳到了在另壹個房間工作的他的助手沃森的耳朵裏。這句極普通的話,也就成為人類第壹句通過電話傳送的話音而記入史冊。

貝爾的實驗草圖

1877年4月4日,美國人查爾斯?威廉姆斯設立了第壹部私人電話線路,溝通他的各個工廠和他在薩默維爾私人住宅之間的聯系。

1877年4月27日,愛迪生申請了壹個專利,這是壹個改進後的電話話筒。在此之前兩周,也有人也申請了電話話筒的發明專利。但愛迪生的巨大成就使人們忽視了這個名叫Emile Berliner的人。電話話筒的意義在於使電話走向了實用。

1877年5月17日,波士頓防盜器商店的愛德文.豪邁士,首次使用電話總機系統,5路支線分別接到安有本店防盜警鈴的5個辦公室。

1877年7月9日,貝爾電話公司成立。

1878年1月28日,美國康涅狄格州的紐好恩,第壹個市內電話交換所開通,當時只有20 個用戶。

1878年2月18日,世界上第壹個電話號簿在美國New Haven Connecticut出版。

世界上第壹個電話號簿

1878年3月25日,電話的發明者貝爾這樣預言,“可以設想,將電話線埋入地下,或懸架在空中,用它聯接到私人住宅、鄉村、船舶和工廠等。也可以設立中電電話局,通過主幹電纜線將各雲貴聯接起來。這樣,就可以根據需要,城市中的任何兩個地方都能直接通話。這個方案,即使目前難以實現,但我確信,這將是公眾采用電話通信的發展方向。我還認為,在不久的將來,電話線還可接通各國電話公司的總部,甚至全國各地的每個人都能與別的地方的人直接通話。”

1879年,愛迪生利用電磁效應,制成炭精送話器,使送話效果顯著提高。愛迪生炭精話 筒的原理及其器件壹直沿用至今。

1879年,底電話號碼出現。由壹位內科醫師受馬薩諸塞州流行麻疹的啟發而提出的, 因為壹旦接線員病倒,全城電話豈非癱瘓。

1881年,英籍電氣技師皮曉浦在上海十六鋪沿街架起壹對露天電話,付36文制錢可通話 壹次。這是中國的第壹部電話。

1881年,意大利羅馬、法國巴黎、德國柏林先後開通了各自的第壹個電話網絡。

1882年,電話線采用雙絞線。這是英國教授休斯1879年發表架空線幹擾的論文引起的結果。

1887年3月21日,德國物理學家赫茲(Hertz)在實驗中發現,電火花的能量能夠越過空間傳到遠處。這是人類歷史上第壹次證實了電磁波的存在。但赫茲斷然否認選用電磁波進行通信的可能性。他認為如要利用電磁波進行通信的話,需要有壹面面積與歐洲大陸相當的巨型反射鏡。

1889年5月1日,威廉.葛雷德在康涅狄格州哈特福德市發明了投幣電話。不久,街頭出現了電話亭。

1892年11月3日,用史端喬發明的接線器制成的“步進制自動電話交換機”在美國印第安納州拉波特城安裝使用。這是第壹部自動交換局。

史端喬交換機示意圖

1895年5月7日,36歲的波波夫在彼德堡的俄國物理化學會的物理分會上,宣讀了關於“金屬屑與電振蕩的關系”的論文,並當眾展示了他發明的無線電接收機。當他的助手雷布金在大廳的另壹端接通火花式電波發生器時,波波夫的無線電接收機便響起鈴來;斷開電波發生器,鈴聲立即中止。幾十年後,為了紀念波波夫在這壹天的劃時代創舉,當時的蘇聯政府便把5月7日定為“無線電發明日”。

波波夫實驗用的無線電接收機

1896年3月24日,波波夫和雷布金在俄國物理化學協會的年會上作了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演。他們操縱自已制作的無線電收發信機,拍發了“Heinoich Hertz”(海因裏希.赫茲)壹詞,以表示對這位電磁波先驅者的崇敬。雖然當時的通信距離中只有250米,但這卻是世界上最早通過無線電傳送的有明確內容的電報。

1897年5月18日,馬可尼進行橫跨布裏斯托爾(Bristol)海峽的無線電通信取得成功,通信距離為14公裏。

1899年11月22日,以新澤西協會組成了美國第壹個無線電通信公司:美國馬可尼無線電電報公司。

1899年3月28日,意大利物理學家G.馬可尼在英國南福蘭角建立了壹個無線電報站,用來與法國維姆勒之間的通信,兩地距離為31英裏,實現了英國與歐洲大陸的無線電通信。與同壹時期在俄國受到冷遇的波波夫相比,馬可尼要幸運得多,他得到了英國郵政部的全力支持。1896年6月2日,他獲得無線電報專利;1900年10月,他在英國普耳杜建立壹座大功率發射臺,采用10千瓦的音響火花式電報發射機;1901年12月,馬可尼在加拿大紐芬蘭市的聖約翰斯港通過風箏牽引的天線,成功地接收到普耳杜電臺發來的電報。馬可尼的成功在世界各地引起巨大的轟動,推動無線電通信走向了全面實用的階段。

馬可尼發送第壹封無線電報的設備復制品

1907年11月8日,愛德華?貝蘭當眾表演相片傳真——用電傳送圖片。壹般認為,是愛德華?貝蘭使傳真技術走向實用化,貝蘭於1876年出生在法國,幼年時便顯露出非凡的才華。

1920年2月23日,世界上第壹個無線電話新聞服務開通。

第壹個無線電話新聞服務

1920年6月15日,馬可尼公司在英國舉辦了壹次“無線電——電話”音樂會,音樂會的樂聲通過無線電波傳遍英國本土,以及巴黎、意大利和希臘,為那裏的無線電接收機所接收。同年,蘇聯、德國、美國也進行了首次無線電廣播。

1925年10月2日,英國發明家貝爾德在前人研究的基礎上終於制成了世界上第壹臺有實用價值的電視機。

1948年6月30日,貝爾實驗室向公眾展示了用以取代真空管的晶體管。

晶體管

1957年10月4日,原蘇聯發射了第壹顆人造地球衛星,地球上第壹次收到了來自人造衛星的電波。它不僅標誌著航天時代的開始, 也意味著壹個利用衛星進行通信的時代即將到來。

1960年8月12日,美國國防部把覆有鋁膜的、直徑為30米的氣球衛星“回聲1號”(Echo I)發射到距離地面高度約1600公裏的圓形軌道上,進行通信試驗。這是世界第壹個“無源通信衛星”。由於這顆衛星上沒有電源,故稱之為“無源衛星”。它只能將信號反射,為地球上的其它地點所接收到,從而實現通信。但由於這種方式的效率太低,沒有多大實用價值。

1962年7月10日,美國國家航空宇航局(NASA)發射了世界上第壹顆有源通信衛星,——“電星1號”(TelstarⅠ)(1963年2月12日,“電星1號”失效)。這顆衛星上裝有無線電收發設備和電源,可對信號接收、處理、放大後再發射,從而大大提高了通信質量。

“電星1號”(TelstarⅠ)

1962年7月11日,“電星1號”在美國緬園州的安多弗站與英國的貢希利站和法國的普勒默——博多站之間成功地進行了橫跨大西洋的電視轉播和傳送多路電話試驗。

為紀念1962年7月11日首次向法國進行電視轉播而發行的紀念幣

1963年7月26日,美國國家航空宇航局發射了“同步2號”(Syncom Ⅱ)通信衛星,在非洲、歐洲和美國之間進行電話、電報、傳真通信。由於這顆衛星有30度傾角,因此它的運行軌道相對於地面作8字形移動,而非真正的“同步”,所以還不能稱之為“靜止衛星”。

太空中的Syncom衛星

1963年8月23日,肯尼迪總統引用莫爾斯拍發的第壹份公眾電報報文“上帝創造了何等奇跡”結束了他與尼日利亞總理會話,這是經“辛康姆(Syncom)”通信衛星的第壹次電話會話,聲音傳播了72000多公裏。

1964年8月19日,美國發射了“同步3號”(Syncom Ⅲ)衛星。這是世界上第壹顆地球同步靜止軌道通信衛星。1958年12月18日,美國發射了第壹顆通信衛星,由於技術上的原因,僅僅工作了13天。從此,衛星通信進入實驗階段。1963年至1964年美國發射了三顆實驗性地球同靜止軌道衛星,只有第三顆衛星“同步3號”完全成功。

1964年8月20日,成立了以美國通信衛星有限公司為首的“國際通信衛星財團”,次年更名為“國際通信衛星組織”,即著名的INTELSAT。這壹組織總部設在華盛頓,其宗旨是建議和發展壹個全球通信衛星系統,壹視同仁地供世界各國使用,以便改進其電信服務。確立了衛星通信體制和標準地球站的性能標準,衛星通信業務從此正式成為壹種國際間的商用業務。

1965年的4月6日,國際衛星通信組織(INTERSAT)發射了壹顆半試驗、半實用的靜止通信衛星——“晨鳥”(Early Bird),又稱為“國際通信衛星-Ⅰ( Intelsat 1)”,作為世界上第壹顆實用型商業通信衛星,它為北美和歐洲之間提供通信服務,開創了衛星商用通信的新時代。“晨鳥”標誌著衛星通信從試驗階段轉入實用階段,同步衛星通信時代的開始

第壹顆實用型商業通信衛星-“晨鳥”

1999年2月1日,GMDSS系統在全世界各航運國家全面啟用。與在此之前廣泛應用的呼救信號“SOS”不同,GMDSS是是壹個船岸間通信新系統——“全球海上遇險和安全系統”。它由衛星通信系統和地面無線電通信系統兩大部分組成。衛星系統又包括國際海事衛星分系統和極低軌道搜救衛星分系統兩部分。GDMSS是建立在先進的衛星通信技術、數字技術和計算機技術的基礎上的先進系統,在船只遇難時,不僅能向更大的範圍更迅速、更可靠地發出救難信息,還能以自動、半自動的方式取代以前的人工報警方式。

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