Как работает телеграф?
Общая работа электрического телеграфа требует:
- Передающее устройство, которое излучает электрические импульсы.
- Приемное устройство , которое принимает импульсы.
Для этого в передатчике имеется переключатель (называемый тампером), который, будучи замкнутым, позволяет току течь от электрической батареи к линии передачи (проводной или беспроводной) и электромагниту на другой стороне. Последний, когда активируется, притягивает металлическую часть, заканчивающуюся пуансоном, так что бумага скользит по ролику, и точки и линии получаются за счет движения цилиндра, наполненного чернилами
Таким образом, длительность нажатия переключателя на эмиттер переводится в непрерывность линии на другой стороне : если нажать быстро, рисуется точка; если нажать дольше, рисуется линия. Набор этих символов затем может быть переведен в буквенно-цифровые символы для получения короткого сообщения
Ускорение коммуникаций и влияние на торговлю
Экономический эффект
С появлением телеграфа Сэмюэла Морзе коммуникации стали гораздо быстрее, а это привело к значительному увеличению объемов торговых операций. Купцы и бизнесмены получили возможность быстро узнавать о изменениях на рынке и принимать решения на основе свежей информации.
Также телеграф позволил создавать новые виды бизнеса, которые были недоступны раньше. Он позволил биржевым брокерам заниматься торговлей на большие расстояния, а также способствовал развитию банковской сферы.
Политический эффект
Революционное изобретение Сэмюэла Морзе сыграло огромную роль в международных делах. Центральные правительства смогли быстро получать информацию об изменениях в других странах, а также поддерживать связь с дипломатическими представительствами.
Кроме того, телеграф стал важным инструментом для государственной безопасности. С помощью него правительства могли передавать секретную информацию и быстро реагировать на угрозы безопасности.
Социальный эффект
Телеграф Сэмюэла Морзе перевернул жизнь людей того времени. Если раньше люди ждали долго писем от родственников и друзей, то теперь им стало доступно быстрое общение, используя сообщения телеграфа. Это способствовало развитию культуры переписки и расширило возможности социального общения.
Таким образом, телеграф Сэмюэла Морзе оказал непосредственное влияние на экономические, политические и социальные процессы XIX века, ускорив коммуникации и привнесши новые возможности в жизнь людей.
Три главных претендента
Неразбериха с изобретателями радио возникла ввиду нескольких факторов:
- Учёные имели одновременный доступ к трудам своих коллег из разных стран, а значит могли делать схожие выводы на основе этих трудов.
- Изобретатели действительно вне зависимости друг от друга пришли к созданию устройств, принимающих и передающих радиосигнал. Это происходило в один временной период в разных уголках планеты.
- Официальный патент на изобретение сделал только один из изобретателей, хотя другие уже демонстрировали подобные устройства раньше него.
- Каждая из стран популяризировала своего создателя радио, опровергая заслуги конкурентов.
Среди наиболее известных имён: Александр Попов, Гульельмо Маркони и Никола Тесла.
Для стран СНГ, несомненно, ближе советский физик Попов, но мы постараемся непредвзято рассмотреть вклад каждого из вышеупомянутых персон.
Александр Степанович Попов (Российская империя, СССР)
Попов и первый прототип его изобретения
Он как первый российский радиотехник, считался изобретателем радио в СССР, и эта идея перенята многими странами постсоветского пространства.
7 мая 1895 года в Санкт-Петербургском университете Александр Степанович демонстрирует прибор, улавливающий колебания «в атмосферном электричестве», а в декабре 1897 года презентует устройство беспроводной телеграфии, что уже точно можно назвать «радио». Тогда он смог передать в соседнее здание с помощью азбуки Морзе сообщение «Герц».
Интересно тут то, что для создания того самого телеграфа Попов использовал схемы прибора для атмосферных замеров
Это важно, т.к. между демонстрацией первого устройства и второго итальянский изобретатель Маркони явил миру свою версию радио
Гульельмо Маркони (Италия)
Маркони и его изобретение
Именно этот изобретатель первым запатентовал передатчик-приёмник радиосигнала. Маркони был бизнесменом и использовал свои навыки для продвижения своего изобретения, активно демонстрируя практическое применение радиосвязи.
2 июня 1896 года он подал заявку на патент устройства, способного передавать сигнал. А уже в сентябре Маркони организовал демонстрацию по передаче радиограммы на 3 км.
В последующие годы он получает долгожданный патент, производит передачу сигналов на большие расстояния, в том числе за линию горизонта, а также строит первую радиостанцию.
Первое значимое практическое применение радио было в 1898 году, когда журналисты из Уэльса не могли передать сообщение о болезни Уильяма Гладстона, т.к. снежная буря оборвала телеграфные провода. Проблема была решена при помощи изобретения Маркони.
В последствии Гульельмо получил патенты на систему настройки радио и направленную передачу сигнала. Конечно же, он стал первым, кто открыл завод беспроводного телеграфа.
Никола Тесла (США)
Тесла демонстрирует принцип передачи радиоволн, 1891 год (иллюстрация)
Именно этого учёного американцы считают тем, кто изобрёл радио. Тесла уже с 1891 года публично описывал и демонстрировал принцип передачи радиосигналов на большие расстояния. В рамках своих лекций он показывал передающее устройство с резонанс-трансформатором. Однако Тесла не считал это чем-то важным и не спешил с патентом. Мысли учёного были заняты более глобальными вопросами, например, передача электроэнергии беспроводным способом.
Позже в 1893 году он подаёт патент на радиопередатчик, а в 1895 году с помощью мачтовой антенны передаёт сигнал на 30 миль.
В 1898 году Тесла на выставке в Мэдисон-Сквер-Гарден продемонстрировал устройство под названием «телеавтоматика». Это была модель лодки, которой можно было дистанционно управлять пультом, что обеспечивалось передачей радиосигнала.
Однако все лавры собирал Маркони как изобретатель и популяризатор технологии. У него был патент, а в 1911 году он получил и Нобелевскую премию. Только после этого Тесла взялся отстаивать свои права и подал в суд на компанию Маркони, и патентное бюро США, пусть и не сразу, но признало первенство в изобретении радио в пользу Теслы, но уже после смерти великого изобретателя.
Из США в Европу через Аляску
Американская «Вестерн Юнион» решила пойти по другому пути — через Аляску. В 1867 году Россия продала Аляску США за 7,2 миллиона долларов, и «Вестерн Юнион» получила от властей право прокладывать линии вдоль военных и почтовых путей, включая линии железнодорожного сообщения.
Проект прокладки кабеля через Аляску назвали «Русско-американский телеграф». Он предполагал линию от Сан-Франциско в Калифорнии до Москвы через Орегон, Вашингтонскую территорию, Колумбию, Аляску, Берингов пролив и Сибирь, что позволяло соединить США и Европу.
Хотя проект провалился, он дал толчок к развитию всех территорий, через которые проходил.
Телеграфная линия на Аляске
Первые шаги к созданию телеграфа
Истоки идеи о создании устройства, способного передавать информацию на расстояние, уходят в древнюю историю человечества. Уже в древности люди использовали различные системы сигнализации для передачи сообщений, например, дымовые сигналы или зеркала для отражения солнечных лучей.
Однако, настоящие новаторы и ученые, которые сделали революционные открытия в области телеграфии, появились в 18 веке. Один из первых шагов в разработке телеграфа был сделан американским изобретателем Сэмюэлем Морзе в 1832 году. Он создал прототип электрического провода для передачи сообщений, основываясь на теории электромагнетизма.
Другой важный участник в развитии телеграфа был американский ученый и изобретатель Чарльз Уоттс, который в 1837 году создал первый реализованный электрический телеграф. Позднее он стал популярен как «стержневая телеграфная система» и использовался для передачи сигналов в виде и открытого и закрытого электрического контура.
Таким образом, первые шаги к созданию телеграфа были сделаны в 18 и 19 веках, и они стали основой для развития дальнейших технологий связи, которые привели к тому, что мы имеем сейчас — современные сети и быструю передачу информации.
Realizing a Great Invention
Bound volume—10 June-21 October 1844
Morse had hired the ingenious construction engineer Ezra Cornell to lay the pipe carrying the wire, and although Cornell did his job superbly, one of Morse’s partners, Congressman F. O. J. Smith, had purchased wire with defective insulation. Too much time had been wasted laying bad wire, and with the project on a rigid deadline, something had to be done quickly. Cornell suggested that the fastest and cheapest way of connecting Washington and Baltimore was to string wires overhead on trees and poles. The desperate Morse gave the go-ahead, and the line was completed in time for the dramatic and spectacularly successful link between the Supreme Court chamber of the Capitol building and the railroad station in Baltimore.
Soon, as overhead wires connected cities up and down the Atlantic coast, the dots-and-dashes method that recorded messages on a long moving strip of paper was replaced by the operator’s ability to interpret the code in real time (once the receiver was given two different types of «stop» pin that each made a different sound) and transcribe it into English letters as he heard it. Telegraph lines soon extended westward, and within Morse’s own lifetime they connected the continents of Europe and America.
США
Американский изобретатель Сэмюэл Морзе запатентовал свою версию телеграфа в 1840 году. Ключ или «молоток» замыкал и размыкал электрическую цепь, автоматический приёмник записывал сигналы. Импульсы тока определенной длительности заставляли колебаться электромагнитное перо, воспроизводившее «точки» и «тире» на бумажной ленте. Перо либо выдавливало сигналы, либо наносило их чернилами.
Телеграфный ключ, он же «молоток»
В 1843 году Конгресс принял билль и выделил изобретателю субсидию для строительства линии между Вашингтоном и Балтимором длиной 65 километров.
Первая попытка проложить кабель под землёй с помощью изобретения Эзры Корнелла — специального траншейного плуга — оказалась неудачной. Но в 1844 году линию открыли, провода шли по телеграфным столбам. Так и на изоляции можно было сэкономить.
Бывший генеральный почтмейстер в двух кабинетов президентов Амос Кендалл сразу понял, насколько телеграф с его высочайшей скоростью передачи информации полезен, и привлёк инвесторов к проекту. Морзе начал продавать лицензии на своё изобретение, и к 1851 году в США открылись пятьдесят независимых телеграфных компаний.
Иллюстрация из патента Эзры Корнелла на плуг для прокладки кабелей. Источник
В 1846 году Роял Эрл Хаус запатентовал печатающий телеграф, способный передавать сорок слов в минуту. Патентом на этот тип телеграфа владел судья Сэмюэл Селден, вместе с которым Хайрам Сибли, шериф округа Монро, штат Нью-Йорк, основал компанию «New York and Mississippi Valley Printing Telegraph Company» (NYMVPTC). Через семь лет название изменилось на «Западный союз» — «Western Union».
Вместо того, чтобы прокладывать новые телеграфные линии, предприниматели стали скупать существующие и объединять их в одну систему. За три года количество офисов «Western Union» увеличилось до 4000, а капитал — с 220 тысяч долларов до 48 миллионов.
Отправить телеграмму по США в 1854 году стоило 20 долларов за сообщение. Из-за этого желающих было не так много, и бизнесмены охотно продавали свои компании Хайраму Сибли. В 1854 году «Western Union» купила патент на телеграф Морзе.
Печатающий телеграф 1900 года, производство Siemens & Halske, Санкт-Петербург
В 1861 году «Western Union» за 112 дней соединили единой трансконтинентальной линией Западное и Восточное побережья США. До появления этой линии сообщения на такое расстояние шли в течение десяти дней — их везли самые храбрые и отчаянные молодые люди верхом. И не все письма доходили из-за постоянных нападений бандитов.
Прокладка трансконтинентальной телеграфной линии. Сотрудник службы Pony Express приветствует строителей.
Беспроводной телеграф[]
7 мая 1895 года российский ученый Александр Степанович Попов на заседании Русского Физико-Химического Общества продемонстрировал прибор, названный им «грозоотметчик», который был предназначен для регистрации электромагнитных волн. Этот прибор считается первым в мире аппаратом беспроводной телеграфии, радиоприемником. В 1897 году при помощи аппаратов беспроводной телеграфии Попов осуществил прием и передачу сообщений между берегом и военным судном. В 1899 году Попов сконструировал модернизированный вариант премника электромагнитных волн, где прием сигналов (азбукой Морзе) осущесствлялся на головные телефоны оператора. В 1900 году благодаря радиостанциям, построенным на острове Гогланд и на российской военно-морской базе в Котке под руководством Попова, были успешно осуществлены аварийно-спасательные работы на борту военного корабля Генерал-адмирал Апраксин, севшего на мель у острова Гогланд. В результате обмена сообщениями, переданным методом беспроводной телеграфии, экипажу российского ледокола Ермак была своевременно и точно передана информация о финских рыбаках, находящихся на оторванной льдине в Финском Заливе.
За рубежом техническая мысль в области беспроводной телеграфии также не стояла на месте. В 1896 году в Великобритании итальянец Гулиельмо Маркони подал патент «об улучшениях, произведенных в аппарате беспроводной телеграфии». Аппарат, представленный Маркони, в общих чертах повторял конструкцию Попова, многократно к тому времени описанную в европейских научно-популярных журналах. В 1901 году Маркони добился устойчивой передачи сигнала беспроводного телеграфа (буквы S) через Атлантику.
Азбука Морзе
Азбука Морзе названа в честь ее изобретателя, американца Сэмюэля Морзе.
Азбука Морзе обязана своим названием ее изобретателю, американцу Сэмюэлю Морзе, и возникла как формальный язык для передачи электрических импульсов, различающий два основных знака: точку (.) и черту (-) , каждый из которых соответствует диапазону длительности электрического импульса: короткому и длинному. Таким образом, распознавая длительность передаваемого импульса, телеграфные аппараты могли принимать сообщения в коде, которые затем переводились на словесный язык
Для последнего в азбуке Морзе существует алфавит : каждой букве и цифре соответствует определенная комбинация коротких и длинных импульсов, как показано ниже:
A .– (точка, линия) 1 .– – – – – – – (точка, линия, линия, линия, линия, линия, линия, линия)
B –.(линия, точка, точка, точка, точка, точка) 2 .- – – (точка, точка, линия, линия, линия, линия, линия)
C –- (линия, точка, точка, линия, точка) 3 .– – (точка, точка, точка, точка, линия, линия, линия)
D – (линия, точка, точка, точка, точка) 4 .– (точка, точка, точка, точка, точка, точка, линия)
E .(точка) 5 ..(точка, точка, точка, точка, точка, точка, точка, точка, точка)
Таким образом, сообщение типа EACH 1 (т.е. каждый) может быть переведено в азбуку Морзе следующим образом: -.-.- -.-.—-
Электромагнитный телеграф
Устройство для передачи каких-нибудь сигналов напр. Телеграф принес известие об окончании мирных переговоров. Передать что-нибудь по телеграфу. Учреждение, здание, в котором принимаются для отправки и получаются присланные таким способом извещения. Сдать телеграмму на телеграф. Система связи для передачи сообщений на расстояние при помощи электрических сигналов по проводам или по радио с записью сообщений в пункте приёма. Беспроволочный т.
Учреждение, где принимаются и отправляются такие сообщения. Работать на телеграфе. Телеграфное агентство информационный орган, собирающий информацию по своей стране и за рубежом и распространяющий её через средства массовой информации. Электрический телеграф передает речи условными знаками, по проволоке, током. В шулерской игре: условные знаки товарища, дающего знать о картах общего противника. Телеграфная станция, маячный стан.
Хирам на первой же станции передал рассказ Остапа Бендера по телеграфу в свою газету И. Ильф, Е. С Юрой Аня встретилась на телеграфе. Вид электросвязи, обеспечивающий быструю передачу и приём буквенно-цифровых сообщений на большое расстояние при помощи электрических сигналов, передаваемых по проводам, или радиосигналов с записью сообщений в пункте приёма.
В 1832 году Шиллинг представил широкой публике первый электрический телеграф, а позже разработал оригинальный код, в котором каждой букве алфавита соответствовала определённая комбинация символов. Он состоит из двух основных компонентов: передатчика и приемника. При передаче сообщения, оператор нажимает на кнопку, что создает электрический импульс, который передается по проводам.
Приемник, находящийся в другом месте, распознает эти импульсы и переводит их в понятные символы и буквы. Таким образом, сообщение передается на большие расстояния за очень короткое время. Революционные изменения в связи и обществе Изобретение телеграфного аппарата привнесло революционные изменения в общество и коммуникации.
С помощью этого аппарата Попов передавал любую информацию в виде сообщения с берега на военное судно. Телеграфия способствовала росту и развитию общества и экономики. Люди стали быстрее передавать информацию друг другу на далекие расстояния.
И по сегодняшний день радио и телефония прочно основались в жизни человека. С каждым днем телевидение не стоит на месте и развивается, благодаря выдающимся ученым.
Уже в 450 г. Разместив 24 буквы греческого алфавита в пять строк, ночью при помощи факелов, а днем — флажками можно было указать, какая именно буква алфавита передается в данный момент. Первыми, кто применил принцип оптического телеграфа, были индейцы. История сохранила свидетельства их многочисленных способов: днем — зеркала или «дымовой столб», а ночью — костры
Так, один костер «столб» дыма означал: «Внимание! Я здесь», два — «Я заблудился, помогите», три — «Все в порядке! Следующим этапом в совершенствовании оптического телеграфа стал 1789 год, когда французский механик-изобретатель Клод Шапп 1763-1805 создал «флажковый» телеграф
Вопрос-ответ:
Как работал телеграф Морзе?
Телеграф Морзе работал на основе электромагнитной связи, где электрический ток передавался по проводам и использовался для кодирования сообщений.
Какие преимущества предоставил телеграф Морзе обществу?
Телеграф Морзе позволил людям общаться на большие расстояния, быстро передавать информацию и улучшать коммуникацию между людьми и компаниями.
Как телеграф Морзе повлиял на телекоммуникации в XIX веке?
Телеграф Морзе стал революционным изобретением, которое изменило телекоммуникационную инфраструктуру в XIX веке, обеспечив передачу информации на большие расстояния в реальном времени.
Какие были проблемы в использовании телеграфа Морзе?
Одной из основных проблем использования телеграфа было ограничение в скорости передачи и необходимость использования специального кода для передачи сообщений.
Каким было социальное влияние телеграфа Морзе в XIX веке?
Телеграф Морзе существенно повлиял на развитие мировой экономики и бизнеса, сократив время на коммуникации между компаниями и предпринимателями.
Какие последствия имело появление телеграфа Морзе для общества в целом?
Появление телеграфа Морзе провело по крайней мере одну революцию в почтовой и коммуникационной инфраструктуре и существенно ускорило развитие мировой электронной связи и телекоммуникаций.
Какие были последующие достижения Сэмюэла Морзе после изобретения телеграфа?
После создания телеграфа, Морзе продолжал работать над улучшением технологии телекоммуникаций и создал передатчик длинных волн, который использовался на многие десятилетия для передачи сигналов на большие расстояния.
Как же был устроен первый телеграфный аппарат Морзе?
Первый телеграфный аппарат Морзе
Груз E, через блок шестеренок D, аналогичный используемому в часовом механизме, приводил в равномерное движение бумажное полотно, перематывающееся с ролика A на ролик C. Колеблющийся маятник F заканчивался карандашом g , который мог оставить след проходя над роликом В. Перемещение маятника F вдоль бумаги вызывалось электромагнитом h, когда на него подавался ток из батареи I. В зависимости от продолжительности контакта карандаша и бумаги рисовались зиг-заги. Из числа начертаний этих зиг-загов, Морзе и сделал алфавит.
С 1832 по 1835 Морзе использовал механический манипулятор. Он вырезал из дерева блоки, имевшие выступающие зубья, затем собирал из них необходимые последовательности знаков, фиксируя их на деревянной линейке М, которая двигалась горизонтально от прокручивания роликов L. Когда выступающие зубья поднимали рычаг О, другой его конец опускался и проволочная перемычка опускалась в емкости K и J заполненные ртутью, цепь замыкалась и ток подавался на электромагнит. Позже Морзе заменил механический манипулятор на рычажный.
Блоки кодировавшие знаки в первой версии аппарата и след оставляемый на бумаге на ленте
На цилиндр D наматывали запас бумажной ленты, конец ленты пропускают чрез шкив G. Вес груза B, через часовой механизм C, приводит в движение шкив G, который обеспечивал равномерное протягивание бумаги. Электромагнит приводил в движение рычаг, на конце которого был закреплен карандаш, таким образом формировалась серия линий – точек и тире.
В первых моделях телеграфа Морзе использовал карандаш. Но так как постоянно приходилось заострять его грифель, он был в последствии заменен ручкой, в которую из резервуара постоянно подавались чернила. Ручка дала неплохие результаты, но “почерк” был хуже. Кроме этого, чернила высыхали если прибор долгое время не работал, и телеграф мог оказаться неработоспособным в ответственный момент. Эти трудности заставили изобретателя искать новые решения… Он остановился на использовании рычага с тремя стальными иглами, которые оставляли на бумаге устойчивый след, но не прокалывали ее. Это выглядело наподобие шрифта Брайля для слепых. Такой способ тиснения бумаги был использован до 1860 года, пока Французские инженеры не усовершенствовал телеграф Морзе чтобы беспроблемно писать чернилами.
* * *
Художественное решение
Быстро мелькающие значки на телеграфе Шиллинга трудно было безошибочно принять, расшифровать и записать. Надо было как-то фиксировать послания, чтобы иметь возможность их проверить. В России эту проблему решил Якоби, создав в 1836 г. пишущий телеграф.
Павел Львович Шиллинг
Более совершенный пишущий телеграф в 1837 г. запатентовал американский художник и изобретатель Сэмюэль Морзе. Он сконструировал электромагнит, притягивающий карандаш к бумаге. При включении тока карандаш оставлял метки на бумаге, которую продвигал часовой механизм. Из карандашных меток Морзе составлял послания, кодируя буквы сочетанием точек (кратких касаний карандашом бумаги) и тире (долгих касаний). Кодом из точек-тире — знаменитой азбукой Морзе — и по сей день пользуются телеграфисты и радисты всех стран. Позднее карандаш в аппарате Морзе заменили чернильным колесиком и рычагом, подающим к нему бумагу. В таком виде телеграф художника-изобретателя распространился по всему миру.
Опытный телеграфист по телеграфу Морзе передавал 70-90 знаков в минуту. Первая телеграфная линия с аппаратами Морзе в 1844 г. связала Вашингтон с Балтимором. Провода этого телеграфа были прокинуты между деревьями, которые стали прототипами телеграфных столбов.
Алфавит Морзе и его уникальная кодировка
Алфавит Морзе был разработан Сэмюэлом Морзе в 1837 году. Эта система связи основана на кодировке всех букв алфавита, цифр и знаков препинания, используя для этого произвольную комбинацию точек и тире. Каждой букве назначено свое уникальное сочетание из точек и тире для передачи по телеграфной линии.
Код Морзе имеет следующий принцип: один знак — одна цепочка точек и тире. Тире в коде занимает время, эквивалентное трём точкам. Коды знаков отделены друг от друга паузами, эквивалентными длине одного знака. В 1865 году Международным телеграфным союзом он был официально принят в качестве стандарта для международной телеграфной связи.
Уникальность системы Морзе заключается в том, что это первая система, в которой можно было передавать не только цифры, но и буквы. С переходом на использование телеграфа Морзе получилось решить важную проблему – скорость передачи информации.
Алфавит Морзе существует более двух с половиной веков и до сих пор используется в различных областях, таких как:
- Авиация;
- Радиосвязь;
- Радионавигация;
- Спасательные службы и многое другое.
Код Морзе был довольно быстро принят всеми странами и его использование переместило связь на новый уровень, позволив оперативно получать и передавать информацию.
| Символ | Код Морзе |
|---|---|
| A | • — |
| B | — • • • |
| C | — • — • |
| 1 | • — — — — |
| 2 | • • — — — |