书城童书物理知识知道点:磁场大探秘
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第39章 磁与现代通讯

古希腊哲学家柏拉图曾以讲坛上演讲者的声音扩散范围来定义一座城市的大小。今天,由于无线电通信技术的发达,整个地球无疑都将被视为一座大城市。

无线电通信是利用无线电波在空间的传播来传递声音、文字、图像和其他信息的各种通信,是通信系统中重要的通信方式。无线电通信系统由发射部分和接收部分组成。发射部分包括发射机和发射天线,接收部分包括接收机和接收天线。利用无线电通信可以开通电报、电话、传真、广播、电视等传播业务。

磁的广泛应用无线电通讯的历史不是很久远,但在100多年的时间里发展迅猛,为现代文明做出了重要贡献。

1832年,俄国外交家希林在当时著名物理学家奥斯特电磁感应理论的启发下,制作出了用电流计指针偏转来接收信息的电报机。1837年6月,英国青年库克获得了第一个电报发明专利权。他制作的电报机首先在铁路上获得应用。1845年1月1日,这种电报机在一次追捕逃犯的过程中发挥了重要作用,因而一时间声名大振。

在19世纪众多的电报发明家中,最有名的还是莫尔斯以及他的伙伴维尔。莫尔斯是当时美国很有名气的画家。他在1832年旅欧学习途中,开始对电磁学发生了兴趣,并由此而萌发出了把电磁学理论用于电报传输的念头。

1834年,莫尔斯发明了用电流的“通”和“断”来编制代表数字和字母的电码(莫尔斯电码),同时在维尔的帮助下于1837制作成了莫尔斯电报机。

1843年,莫尔斯经竭力争取,终于获得了美国国会3万美元的资助。他用这笔款修建成了从华盛顿到巴尔的摩的电报线路,全长644千米。1844年5月24日,在座无虚席的国会大厦里,莫尔斯用他那激动得有些颤抖的双手,操纵他倾10余年心血研制成功的电报机,向巴尔的摩发出了人类历史上的第一份电报:“上帝创造了何等奇迹!”

电报的发明,拉开了电信时代的序幕,开创了人类利用电来传递信息的历史。从此,信息传递的速度大大加快了。“嘀嗒”一响,电报便可以载带着人们所要传送的信息绕地球走上7圈半。这种速度是以往任何一种通信工具所望尘莫及的。

电报传送的是符号。发送一份电报,得先将报文译成电码,再用电报机发送出去;在收报一方,要经过相反的过程,即将收到的电码译成报文,然后,送到收报人的手里。这不仅手续麻烦,而且也不能进行即时的双向信息交流。因此,人们开始探索一种能直接传送人类声音的通信方式,这就是现在无人不晓的“电话”。

爱迪生发明的电报机说到电话,还有一桩值得一提的趣闻。在国际电信联盟出版的《电话一百年》一书中,曾提到了一件鲜为人知的事:早在公元968年,中国便发明了一种叫“竹信”的东西,它被认为是今天电话的雏形。这说明,古老的中国还为近代电话的诞生做过贡献呢!而欧洲对于远距离传送声音的研究,却始于17世纪,比中国发明“竹信”要晚六七百年。在欧洲的研究者中,最为有名的便是英国著名的物理学家和化学家罗伯特·胡克。他首先提出了远距离传送话音的建议。1796年,休斯提出了用话筒接力传送语音信息的办法。虽然这种方法不太切合实际,但他赐给这种通信方式的一个名字——Telephone(电话),却一直沿用至今。

在众多的电话发明家中,最有成就的要算是贝尔了。

亚历山大·格雷厄姆·贝尔,1847年生于英国的苏格兰。他的祖父和父亲毕生都从事聋哑人的教育工作。由于家庭的影响,贝尔从小便对声学和语言学产生浓厚的兴趣。开始,他的兴趣是在研究电报上。有一次,他在做电报实验时,偶然发现一块铁片在磁铁前振动而发出微弱的音响。这个声音通过导线传到了远处。这件事给了贝尔以很大的启发。他想,如果对着铁片讲话,让铁片振动,而在铁片后面放着绕有导线的磁铁,导线中的电流就会发生时大时小的变化;变化着的电流传到对方后,又驱动电磁铁前的铁片作同样的振动,不就可以把声音从一处传到另一处了吗?这就是当年贝尔制作电话机的最初构想。贝尔贝尔发明电话机的设想得到了当时美国著名物理学家约瑟夫·亨利的鼓励。亨利对贝尔说:“你有一个伟大发明的设想,干吧!”当贝尔说到自己缺乏电学知识时,亨利说:“学吧!”就在这“干吧”、“学吧”的鼓舞下,贝尔开始了他发明电话的艰苦历程。

1876年3月10日,贝尔在做实验时不小心把硫酸溅到自己的腿上,他疼痛地叫了起来:“沃森先生,快来帮我啊!”没有想到,这句话通过他实验中的电话,贝尔在1892年对着电话说话传到了在另一个房间工作的沃森先生的耳朵里。

这句极普通的话,却不料成了人类第一句通过电话传送的话音而记入史册。1876年3月10日,也被人们作为发明电话的伟大日子而加以纪念。

现代电话为了使用户满意,还大搞“横向联合”。它与电视联合,诞生了“电视电话机”;它与传真联手,出现了“电话传真机”;它引入录音装置,生产出了“录音电话机”;它与磁结合,出现了磁卡电话,等等。

电话还正在向智能化的方向发展。一种不用拨号,只需报出对方电话号码或姓名,就能把电话接通的电话机已经问世;能够为使用不同语言的通话者担任“翻译”的翻译电话机也正在走向成熟。这一切都表明,电话变得越来越“聪明”,越来越善解人意了。

由于电话机在全世界的迅速普及,它已成为家庭和办公室的重要摆设;为了适应不同环境、不同条件下的使用,电话机也呈现了多姿多彩的形态。除了各种大众化台式电话外,还有仿古电话、米老鼠电话、一体式电话、壁挂电话等。百年电话正不断以新的姿态、新的服务功能继续赢得人们的青睐。知识点地磁要素地磁要素,表示地球磁场方向和大小的物理量。地表某点的地磁场强度是个矢量,用T表示。研究这个矢量的参考坐标系选择如下:坐标系的原点。位于研究点;x轴指向地理北,y轴指向地理东;z轴垂直向下,指向地心。在此座际系中矢量T在水平面的投影与x轴的夹角(T的方位角),称为偏磁角(D)。矢量T的倾角,称为磁倾角(I)。确定某一点的磁场情况,需要三个要素,常用的是磁倾角、磁偏角和水平分量。