技术的历程(蒸汽和电的时代)/美国中学科学拓展课程

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在黑暗和能见度差的情况下，可视信号常常起不 到 作用。但当它确实奏效时，这是*快捷的交流形式， 因为 可视信号在发送者和接收者之间以光速传播。电流在 导 线中的传播速度几乎与光速一样。1804年，就在意大 利 物理学家亚历山德罗·伏特(1745～1827)发明电池之 后 不久，西班牙科学家弗朗西斯科·萨尔瓦伊·康皮欧 (1751～1828)设计了一种装置，使用25根导线代表除 了K之外的25个英文字母，每根导线都与电极相连， 这 些电极浸泡在盛有酸性溶液的试管中。一根单独的导 线 与试管中的其他电极相互连接，并回到发报人那里。 当 发报人把这根线和其他导线中的一根与电池连在一起 时，电流就会使收报人的溶液发生电解，冒出气泡， 这样 就能确定这根导线对应的字母了。 1809年，德国物理学家萨缪尔·冯·索姆林 (1755～ 1830)制造了一台类似的电解液电报机。通信距离为3 千米，共需35根导线。1816年，英国发明家弗朗西斯 ·罗 纳兹(1788～1873)改进了这种装置，只用两根导线即 可 通信，他把这项发明献给了英国皇家海*。可英国海 * 却对这项发明元动于衷，他们宁愿继续使用那古老的 机 械式旗语。 电报装置的改进 物理学上的新发现为电报的改进提供了新的契机 。 1820年，丹麦物理学家汉斯·奥斯特(1777～1851) 发现 了电流的磁效应，即沿着导线传导的电流能使放在附 近 的小磁针发生转动。1835年，约瑟夫·亨利(1797～ 1878) 造出了一台实验性电报机，用电脉冲代表编码的字母 。 当电脉冲与接收方的电磁铁发生反应时会使一个小铁 片发出“咔哒”的声音。萨缪尔·摩尔斯(1791～ 1872)进 一步完善了这个思路。 1832年，俄国发明家帕维尔·希林(1786～ 1837)利 用奥斯特的发现造出了**台磁针电报机。这台电报 机 有6根导线，被电流磁化的线圈能使置于其上的磁针 发 生偏转。希林的发明几乎不为圣彼得堡之外的世人所 知。但是，德国**的物理学家、数学家卡尔·弗里 德里 希·高斯(1777～1855)和维尔海姆·韦伯(1804～ 1**1) 看到了他的演示。1833年，他们用一台有两根导线的 单 针电报机将信号传送了3千米。四年之后，英国物理 学家 威廉·库克(1806～1879)和查尔斯· 惠斯通(1802～1875)获得了针式电 报机的专利。他们的电报机使用了5 根磁针，用来表示在一块菱形板上 的各种字母组合。这种电报机总共 需要6根导线，其中的5根分别与 磁针相连，还有1根作为回路使用。 1838年，这种电报机在英国大西铁 路的一个路段上投入使用。1845年， 他们把导线数目减少到3根：1845 年又简化了接收器，只使用1根磁 针。到了1852年，英国将近6500千 米的铁路线上都配备了电报通信 设备。 编码的信息 1838年，摩尔斯(1791～1872) 展示了他的单线电报机，其**商 业应用是在1844年，在华盛顿和巴尔的摩这两座城市 之间60千米的铁路线上。实际上，他的电报机只不过 是 对约瑟夫·亨利的设计的改进。摩尔斯对通信事业的 重 大贡献在于他发明了后来被全世界普遍采用的摩尔斯 码，以点、划来编码电报信息，后来的无线电通信也 采用 了这种编码。事实上，摩尔斯只提出了摩尔斯码的初 步 方案，*终的摩尔斯码主要是他的助手阿尔弗莱德· 维 尔(1807～1859)完成的。 连通全世界 很快。电报线路就遍布整个北美和欧洲全境，人 们 还把电缆安放到了水面之下。1845年，电报电缆穿过 了 纽约港；1851年，又穿过了英吉利海峡。1855年，英 裔美 国发明家戴维·休斯(1831～1900)发出了**份印刷 电 报。发报方把信息敲到一块键盘上，收报方也有一台 类 似的文字输出装置，在信息传过来时自动将内容逐字 打 印出来。1856年，美国的纽约及密西西比河流域印刷 电 报公司改名为美国西联电报公司(以象征西部与东部 之 间电报线路的成功连接)。从那时起，电报就成了各 地之 间甚至是**通信的主要手段，直到它被电话和无线 电取代为止。P24-27