От артура корна до бориса розинга

К тому времени, в то время, когда показался фототелеграф, русский ученый К. Д. Перский подвел итоги проделанной работы по созданию механизма передачи движущего изображения на расстояние и ввел в потребление термин «телевидение»[708].

И не смотря на то, что изобретение фототелеграфа стало ответственным шагом на пути создания телевидения, до его реализации было еще далеко. В случае если возмож-ность преобразования световых колебаний в электрические была доказана, то возможность преобразования электрических колебаний в световые, передача с их помощью выведения и изображения его на экран оставалась догадкой.

Как уже отмечалось, Д. Кери внес предложение применять для данной цели электрические лампы. В одном из его проектов обращение шла о 2500 лампах. Как раз такое количество различных по яркости точек он предполагал вывести на экран[709].

В это же время первоначально добиться этого не получалось.

Дело в том, что в проектах Д. Кери и А. де Пайвы обращение шла о лампах накаливания[710], каковые имеют один очень важный недочёт – «инерционность источника света, не поспевающего изменять собственную яркость за трансформациями сигнала»[711].

Одним из первых, кто осознал это, был русский ученый П. И. Бахметьев. Исходя из этого в 1880 г. он внес предложение применять для преобразования электри-ческих сигналов в световые газовые горелки[712].

Но и это предложение не решало неприятности. Вследствие этого было обращено внимание на эффект электрической дуги. Электрическая дуга – это «продолжительный электрический разряд между электродами, при котором начинается высокая температура и излучается броский свет»[713].

Подобное явление открыл русский физик Василий Владимирович Петров (1761–1834)[714]. Результаты собственных наблюдений он изложил в книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах, каковые создавал доктор физических наук Василий Петров, при помощи огромной батареи, состоявшей время от времени из 4200 бронзовых и цинковых кружков и находящейся при Санкт-Петербургской медико-хирургической академии» [715].

Применяя графитные электроды, французский изобретатель Жан Бернар Леон Фуко (Jean Bernard Leon Foucault) (1819–1868) создал в 1844 г. дуговую лампу[716]. От лампы накаливания она отличается тем, что в ней электрический разряд появляется и исчезает практически мгновенно. Помимо этого, меняя напряжение в сети возможно изменять яркость свечения электрического разряда.

Но первые дуговые лампы были весьма несовершенны. Все упиралось в три неприятности: а) как избежать того, дабы под действием большой температуры не оплавлялись финиши электродов, б) как изолировать обнаженные финиши электродов, по которым идет ток, в) как сделать осветительный прибор надёжным с пожарной точки зрения. Ответ этих трех задач стало причиной созданию дуговой газоразрядной лампы, которую кое-какие именуют «лампой Гейслера».

Возможно встретить вывод, что первым, кто решил применять дуговую лампу для передачи изображения на расстояние, был П. Нипков, в проекте которого якобы фигурировала неоновая лампа. Но неоновая лампа показалась по окончании того, как в 1909 г. американский ученый Ирвинг Ленгмюр внес предложение для продления срока действия электрических ламп наполнять их инертным газом[717], а в 1910 г. французский инженер Жорж Клод (1870–1960) применял для этого неон[718]. Что же касается П. Нипкова, то в его патенте фигурирует легко «источник света»[719]

Исходя из этого пальма первенства в этом вопросе, по всей видимости, в собственности американскому изобретателю Уильяму Сойеру (1880)[720].

К тому времени газоразрядная лампа Г. Гейслера привлекла к себе особенное внимание. Исследователями было увидено: «в то время, когда газ делается достаточно разряженным, стеклянные стены, расположенные на финише, противоположном катоду (отрицательному электроду), начинают флуорес-цировать зеленоватым светом, что, по всей видимости, происходило под действием излучения, появляющегося на катоде»[721].

В противном случае говоря, воздействие лампы Г. Гейслера сопровождалось эффектом люминесценции. Люминесценция – это свечение тела (либо вещества), происходящее под влиянием внешнего излучения, электрического разряда, химического процесса или других факторов[722].

Занимаясь изучением газовых разрядов и применяя лампы, изготовленные для него Г. Гейслером[723], боннский математик Ю. Плюккер (1801–1868)[724] в 1858 г. установил, что при электрическом разряде вблизи катода вправду появляется излучение, названное им катодным[725].

Катод – электрод источника электрического тока с отрицательным полюсом, а «катодоиллюминесценция – вид люминесценции, в которой свечение люминофоров происходит под действием падающего на них потока электронов» [726].

Продолжая эти изучения, британский физик Уильям Крукс (1832–1919) нашёл в 1879 г., что под влиянием катодных лучей кое-какие кристаллы, к примеру, бриллиант, рубин, также начинают люминисцировать, причем различным цветом[727].

Для поиска способов преобразования электрических колебаний в световые сигналы громадное значение имело еще одно открытие.

В 1869 г. германский физик И. В. Гитторф (1824–1914) установил, что катодные лучи смогут отклоняться под влиянием магнитного поля[728].

На основании этих открытий уже знакомый нам страсбургский доктор наук Карл Фердинанд Браун (1850–1918) создал в 1897 г. катодную трубку, взявшую позднее наименование электронной. Он вывел на флуоресцирующий экран катодный луч и, изменяя его направленность, сумел прочертить на нем прямую линию[729].

«В 1897 г. Браун, – говорится в одной из его биографий, – изобрел осциллоскоп – прибор, в котором переменное напряжение перемещало пучок электронов в вакуумной трубки с катодными лучами. След, оставляемый этим пучком на поверхности трубки, возможно было графически преобразовать посредством вращающегося зеркала, давая тем самым зрительный образ изменяющегося напряжения. Трубка Брауна легла в базу телевизионной техники, поскольку работа кинескопа основана на том же принципе»[730].

В том же 1897 г. британский физик Джозеф Томсон (1856–1940) открыл электрон и доказал, что испускаемые катодом лучи – это электроны[731].

В 1903 г. германский физик Артур Венельт (Wehnelt) ввел в трубку отрицательно заряженный цилиндрический электрод, благодаря которому (изменяя силу заряда) выяснилось вероятным регулировать поток электронов, меняя интенсивность электронного луча, соответственно, точки свечения и яркость люминофора на экране[732].

Так, в случае если до 1903 г. катодный луч имел возможность чертить на экране однотонные линии, с этого момента открылась возможность разложения светового пятна на экране на оттенки и так воспроизведения на нем изображения.

«Катодный пучок, – писал русский физик Б. Л. Розинг, – имеется как раз то, совершенное безынертное перо, которому самой природой уготовано место в аппарате получения в электрическом телескопе. Оно владеет тем полезнейшим свойством, что его возможно конкретно двигать с какой угодно скоростью при помощи… электрического либо магнитного поля, могущего при том быть возбужденным со скоростью света иначе, находящейся на каком угодно расстоянии»[733].

«Приемная телевизионная трубка, кинескоп – электронно-лучевая трубка, используемая в телевизоре для воспроизведения изображения. Поток электронов (электронный луч) падает на переднюю стенку трубки – экран, покрытый люминофором, что светится под ударами электронов. Электронный луч отклоняется магнитным полем отклоняющей катушки, надетой на горловину трубки, и воспроизводит на экране передаваемое телевизионное изображение»[734].

Первым 10 октября 1906 г. идею применения электроннолучевой трубки для передачи изображения на расстояние запатентовали германские ученые М. Дикман и Г. Глаге[735]. 25 июля 1907 г. подобную же заявку подал и 13 декабря того же года взял патент Б. Л. Розинг[736].

В том же году русский физик Л. И. Мандельштам создал «генератор пилообразного напряжения», воображающий собой механизм линейного перемещения электронного луча.[737]

9/22 мая 1911 г. Б. Л. Розинг в первый раз показал собственный изобретение в действии[738]. Возможно встретить вывод, словно бы бы он передал на расстояние движущееся изображение[739]. В действительности ему удалось добиться только того, что электронный луч прочертил на экране «четыре параллельные светящиеся линии»[740].

Но для того времени и это было огромным событием. Б. Л. Розингу удалось то, что бесполезно пробовали осуществить до него в течении более сорока лет: не только передать изображение посредством электричества на расстояние, но и вывести его на экран.

«По окончании изобретения Б. Л. Розингом электроннолучевой трубки, – пишет В. А. Урвалов, – в развитии телевидения наметились два направления: оптико-механическое и электронное»[741].

6.3. Создание электромеханического телевидения

Не обращая внимания на то, что Б. Л. Розинг сумел вывести изображение на экран, ему не удалось передать его в движении. Характеризуя позднее те неприятности, с которыми ему было нужно столкнуться, он очень отмечал две: отсутствие и недостаточную чувствительность фотоэлемента нужной синхронности действия передающего и приемного устройств[742].

Что касается первой неприятности, то она была связана с тем, что существовавшая механическая развертка предполагала поочередную передачу телевизионных сигналов от «отдельных элементов изображения», в следствии чего световой поток от отдельных точек этого изображения поочередно проецировался на фотоэлемент[743]. В противном случае говоря, в любой этот момент на фотоэлемент поступал свет лишь от одной его точки, исходя из этого главная масса отражаемой от предметов световой энергии в этом ходе не участвовала[744].

Дабы представить себе, это что может значить, воспользуемся примером, что в свое время приводил Дионис Михали. В случае если забрать изображение размером 5´5 см, т. е. 50´50 мм, это даст приблизительно 2500 точек. А вдруг исходить из того, что развертка осуществляется со скоростью не меньше 10 точек в секунду, мы возьмём, как минимум, 25 тыс. световых импульсов.

Это значит, что при поочередном проецировании отдельных точек изображения в любой этот момент на фотоэлемент влияла 1/25-тысячная часть отражаемой от объекта световой энергии[745].

Появлявшаяся в селене (при подобном действии на него света) ЭДС была так мелка, что происходившие в фотоэлементе под влиянием световых колебаний трансформации силы тока не могли изменять яркость свечения дуговой лампы так, дабы возможно было передать оттенки изображения в динамике[746].

В таких условиях не давал желаемого результата и тот прием, что в далеком прошлом употреблялся в фотографии. Речь заходит о особом освещении фотографируемого объекта.

Следующая неприятность заключалась в том, что скорость световых импульсов зависела от скорости перемещения развертывающего устройства, к примеру, скорости вращения диска П. Нипкова, а скорость трансформации ЭДС селена – от скорости протекающих в нем физико-химических процессов.

К середине 20-х годов было опубликовано более 200 изучений, посвященных изучению селена[747]. Их итоги подвел Chr. Reis, издавший в 1918 г. капитальную обощающую работу «Селен»[748].

В следствии было обнаружено, что не смотря на то, что селен и может изменять под влиянием света проводимость электрического тока более чем в 20 раз[749], скорость этих трансформаций не поспевала за скоростью развертки. Вследствие этого началось изучение фотоэлектрических особенностей вторых веществ.

Казалось бы, в случае если появляющиеся в селене под влиянием света трансформации ЭДС через чур мелки, дабы заметно отразиться на трансформации яркости электрической лампочки, нужно усилить изменение яркости свечения лампочки вторым методом. Такую возможность открыло изобре-тение радиолампы[750].

Второй проблемой, которая стояла на пути создания телевидения и которую продолжительное время не получалось решить, была неприятность успехи синхронности и синхфазности работы передающего и приемного устройств[751].

Создавая собственный проект, П. Нипков внес предложение применять для приёма процесса изображения и синхронизации передачи тот способ, что к середине 80-х годов XIX в. существовал в телеграфии («der Methode von P. la Cour und Delany»)[752]. Так в проектах телевизионного аппарата показалось «колесо Лакура»[753].

Все это совместно забранное открыло возможность для практической реализации идеи электромеханического телевидения.

В вопросе о том, кто сумел передать на расстояние движущееся изображение первым, нет единства. Одни авторы именуют шотландца Джона Бэйрда (Baird) (1888–1946)[754], другие американца Чарльз Дженкинса (Charles Jenkins) (1867–1934)[755], третьи пишут, что они сделали это «практически в один момент» в 1925 г.[756]

В 1925 г. в Германии сумел передать движущееся изображение Дионис Михали[757]. В самом неспециализированном виде его телевизионный проект был создан к 1918 г. В 1922 г. создатель подготовил его популярное изложение и в 1923 г. опубликовал[758]. Но реализовать собственный план фактически ему удалось лишь через два года.

В СССР первая передача движущегося изображения на расстояние была показана студентом Ленинградского электротехнического университета Л.С. Терменом (1896–1993) в 1926 г.[759].

Характеризуя уровень качества первых телевизионных передач, один из историков связи С.В. Новаковский пишет: «В телевизоре передаваемое изображение имело размер спичечной коробки, на красном фоне (неоновая лампа) передвигались тёмные фигуры»[760].

Исходя из этого в случае если первоначально публика встретила появление телевидения с восхищением, то «в то время, когда прекратил функционировать фактор новизны, раздались возгласы разочарования мелким, тусклым и нечетким изображением, а слово «телевидение» стали произносить без первой буквы «елевидение»[761].

Одна из обстоятельств низкого качества передаваемого изображения заключалась в том, что первоначально оно развертывалось лишь на 30 строчков. Для сравнения – на данный момент развертка образовывает более 600 строчков. В это же время если бы на диске Нипкова размещалось 600 отверстий с диаметром в 0,1 мм, он должен был бы иметь в диаметре 28 м и при вращении с нужной скоростью разлетелся под действием центробежных сил.

Существует вывод, что первая успешная передача движущегося изображения на расстояние была произведена в апреле 1927 года, в то время, когда компания Bell Telephone осуществила трансляцию выступления аммериканского президента Герберта Гувера из Вашингтона в Нью-Йорк[762]. В 1928 г. Д. Бэйрд осуществил первую трансатлантическую телевизионную передачу из Лондона в Нью-Йорк[763].

Предпринимавшиеся в будущем попытки расширить экран и повысить уровень качества изображения вели к тому, что телевизор становился более дорогим и громоздким. Так, в случае если в телевизионном аппарате Л. Бэйрда 20-х годов было 2100 ламп, то выпущенный в 30-е годы германский телевизор А. Каролуса насчитывал 10 тыс. ламп, а аппарат телевизор германской компании «Фернзее» – 123 тыс.[764].

Одно это свидетельствует, что развитие электромеханического телевидения имело тупиковый темперамент.

6.3. От электромеханического телевидения к электронному

Автором первого, действительно, неосуществленного, проекта всецело электронной телевизионной совокупности был британский инженер Алан Арчибальд Кэмпбелл-Суинтон (Swinton). В 1908–1912 гг. он внес предложение применять электронно-лучевую трубку и в качестве приемника, и в качестве передатчика[765].

В 1923 г. подобную систему телевидения запатентовал бывший ученик Б. Розинга В. К. Зворыкин, появлявшийся по окончании революции в Соединенных Штатах. Но на основании анализа ее технических данных П. К. Горохов продемонстрировал, что предложенный В. К. Зворыкиным проект не мог быть фактически реализован, совершенно верно так же, как нереально было реализовать и его проект, запатентованный в 1925 г.[766]

По всей видимости, подобным же образом обстояло дело и с другими проектами электронного телевидения, показавшимися в 20-е гг.[767].

Эти проекты остались на бумаге, поскольку они не решали одну из наиболее значимых неприятностей – создание действенной передающей трубки.

Поиски дорог устранения недочётов селенового фотоэлемента стали причиной мысли о необходимости перейти «от принципа мгновенного действия», что употреблялся во всех телевизионных проектах до этого, «к принципу накопления энергии» на фотоэлементе и тем самым увеличению его чувствительности [768].

Существует вывод, что в первый раз идею накопления энергии в 1928 г. выдвинул Ч. Дженкинс, что для увеличения светочувствительности телевизионной аппаратуры решил, во-первых, раздробить фотоэлемент на множество небольших фотоэлементиков, а во-вторых, присоединить любой из них к коммутатору через конденсатор[769].

Суть этого ясен. В случае если при поочередном проецировании света от отдельных точек изображения на фотоэлемент в этом принимала участие совсем ничтожная часть световой энергии, то повышение количества фотоэлементов означало повышение количества световой энергии, вовлекаемой в процесс передачи изображения на расстояние.

Что же касается конденсаторов, то их назначение было в том, дабы усилить появляющиеся в фотоэлементе электрические сигналы. Предполагалось, что под действием света на фотоэлемент конденсатор будет заряжаться, а после этого, в то время, когда появляющиеся в фотоэлементе электрические колебания начнут переходить на коммутатор, то конденсатор, разряжаясь, будет увеличивать силу электрического сигнала.

Это вправду содействовало увеличению эффективности электромеханического телевидения, но Ч. Дженкинс не был уникален. Имеются сведения, что британский инженер Г. Рауд выдвинул идею аналогичного накопления энергии, на 2 года раньше Ч. Дженкинса[770], а коммунистический инженер М. А. на данный момент-Бруевич уже в 1921 г. сконструировал «радиотелескоп», что имел 200 фотоэлементов и к каждому из них был подключен конденсатор[771].

Мысль мозаичного фотоэлемента и принцип накопления зарядов не только открыли возможность значительного увеличения чувствительности передающего устройства[772], но и натолкнул приверженцев электронного телевидения на идея, реализация которой стала причиной созданию «иконоскопа».

Иконоскоп – это «передающая электронно-лучевая трубка, в которой фотокатод разбит на много небольших фотоэлементиков (мозаичный фотокатод). Заряды за счет фотоэлектрической эмиссии накапливаются на фотоэлементике непрерывно, а снимаются лишь при касании его электронным лучом»[773].

Вследствие этого случилось принципиальное изменение развертки изображения. В случае если раньше его различными методами пробовали разбить на множество световых сигналов, любой из которых поочередно воздей-ствовал на фотоэлемент и в таком порядке передавался на приемное устройство, сейчас целый поток света направлялся на мозаичный фотокатод и уже отдельные его конденсаторы сами заряжались в зависимости от яркости либо же интенсивности падающих на него лучей света.

В следствии изображение передаваемого объекта, распадаясь на отдельные точки, преобразовывалось в совокупность зарядов различной силы, накапливающихся на отдельных конденсаторах. Исходя из этого в то время, когда электронный луч строка за строчком скользил по мозаичному фотокатоду, то, заставляя конденсаторы поочередно разряжаться, он снимал с них и направлял в сеть разнородные электрические сигналы. На приемном устройстве эти сигналы соответствующим образом воздей-ствовали на электронную лампу и заставляли ее с различной интенсивностью бомбардировать электронами покрытый люминофором экран, вызывая соответствующее свечение отдельных его точек.

Одна из первых попыток создания передающей электронной трубки с накоплением энергии была сделана венгерским инженером К. Тиханьи, за ним последовал канадский инженер Ф. Анрото. В 1930 г. показался проект советского инженера А. П. Константинова[774]. В сентябре 1931 г. ее усовершенствовал второй коммунистический ученый С. И. Китаев, в ноябре того же года – В. К. Зворыкин[775].

В 1932–1933 гг. В. К. Зворыкин изготовил первый иконоскоп и 26 июня 1933 г. рассказал о нем на съезде американских радиоинженеров[776].

И не смотря на то, что в том же году советские ученые П. В. Шмаков и П. В. Тимофеев запатентовали более идеальный иконоскоп, а в 1934 г. его изготовили Б. В. Круссер и Н. М. Романов[777], поворотную роль в переходе от электромеханического телевидения к электронному сыграло изобретение В. К. Зворыкина, а той страной, которая первой начала переходить к электронному телевидению, стали США.

В Соединенных Штатах и Англии регулярное вещание с применением электронного телевидения началась в 1936 г.[778], в СССР[779] и во Франции[780] – в 1938 г., в Канаде – в 1952 г.[781], в Японии – в 1953 г.[782]

Незадолго до Первой Мировой телевизор был уникальностью. К 1995 г. в мире на полтора миллиарда семей приходилось уже около миллиарда телевизоров[783]. Следовательно, к этому времени телевизор стал таким же простым явлением, как радио и телефон.