Усовершенствованіе телефона.
Когда Эдисону было еще только 24 года, управляющій департаментомъ привилегій {Департаментъ привилегій -- учрежденіе, предоставляющее изобрѣтателю исключительное право на пользованіе сдѣланнымъ имъ изобрѣтеніемъ или усовершенствованіемъ.} въ Вашингтонѣ сказалъ про него: "вотъ молодой человѣкъ, который не дастъ травѣ расти на дорогѣ въ мой департаментъ"!
Познакомимся-же съ нѣкоторыми изъ главныхъ изобрѣтеній Эдисона. Однимъ изъ первыхъ было сдѣланное имъ усовершенствованіе телефона.
Можетъ быть, многимъ изъ васъ пришлось самимъ пользоваться этимъ удивительнымъ открытіемъ девятнадцаго вѣка. Человѣкъ, находящійся за тысячу верстъ отъ другого, можетъ съ нимъ говорить, слышать и различать интонацію голоса, смѣхъ, пѣніе и пр. Это казалось бы чудомъ полвѣка тому назадъ, а теперь это насъ нисколько не удивляетъ. Мы привыкли къ этому удобству, оно замѣняетъ намъ и переписку, и необходимость лично видѣть людей, съ которыми намъ нужно переговорить. Аппаратъ, позволяющій намъ говорить другъ съ другомъ на разстояніи, и называется телефономъ, а дѣйствіе его основано на примѣненіи электричества, играющаго теперь такую важную роль въ нашей повседневной жизни. Чтобы понять устройство этого аппарата, получившаго общее распространеніе, надо въ краткихъ словахъ напомнить читателю основанія электричества.
Читатели, незнакомые съ наукой объ электричествѣ, можетъ быть, удивятся, когда узнаютъ, что электричество, и свѣтъ, и теплота въ сущности одна и та же сила и происходятъ онѣ отъ колебанія безконечно малыхъ и безконечно упругихъ частицъ матеріи, которую ученые называютъ эфиромъ. Это вещество, говорятъ ученые, наполняетъ весь міръ и всѣ предметы; оно невѣсомо, не имѣетъ запаха и невидимо. Существованіе его -- это предположеніе -- но предположеніе, подтвержденное цѣлымъ рядомъ опытовъ. Вотъ колебанія этихъ частицъ въ одномъ или другомъ направленіи, съ той или другой скоростью и даютъ намъ ощущеніе тепла, свѣта или дѣйствуютъ на предметы и на человѣка какъ электричество. Извѣстно, что всѣ вышеупомянутыя силы могутъ переходить одна въ другую. Если мы будемъ тереть сильно два куска дерева другъ объ друга, т. е. будемъ тратить механическую силу, то куски дерева нагрѣваются, -- появляется теплота. Если будемъ треніе продолжать все дальше, дерево можетъ вспыхнуть, покажется пламя, могущее освѣщать окружающіе предметы -- это уже свѣтъ.-- Если будемъ тереть стеклянную палочку объ кусокъ сукна, то наша палочка зарядится электричествомъ, и если это треніе будетъ продолжаться очень долго, приближая палецъ къ стекляной палочкѣ, мы можемъ получить искру -- механическая работа перешла здѣсь въ электричество. Можно было бы привести массу примѣровъ, изъ которыхъ было бы ясно, что всѣ эти силы одного происхожденія, но это отвлекло бы насъ далеко отъ нашей цѣли.
Если мы въ растворъ кислоты погрузимъ палочки изъ цинка и угля и соединимъ ихъ проволокой, то въ этой проволокѣ подъ вліяніемъ дѣйствія кислоты на обѣ палочки появляется электрическій токъ, который идетъ въ одномъ направленіи. Было бы очень долго здѣсь объяснять подробно, почему это происходитъ -- теперь же скажемъ только, что такой аппаратъ называется гальваническимъ элементомъ -- а токъ, проходящій по проволокѣ,-- гальваническимъ токомъ. Соединеніе многихъ элементовъ образуетъ баттарею, употребляемую въ телеграфахъ и телефонахъ.
Если мы возьмемъ желѣзный стержень, обмотаемъ его проволокой и черезъ эту проволоку пропустимъ токъ отъ такой баттареи, то стержень получаетъ всѣ свойства магнита, т. е. онъ получаетъ способность притягивать къ своимъ концамъ желѣзные предметы. Такое приспособленіе называется электромагнитомъ въ отличіе отъ обыкновенныхъ магнитовъ.
Если передъ концомъ (полюсомъ) такого электромагнита двигать взадъ и впередъ проволоку или металлическій стержень, то въ этой проволокѣ въ моментъ прохожденія ея передъ полюсомъ появляется токъ, т. е. вызывается колебаніе эфирныхъ частицъ, о которыхъ мы говорили раньше. Въ зависимости отъ того, въ какомъ направленіи передвигается проволока -- мѣняется и направленіе тока.
Колебаніе эфирныхъ частицъ или токъ распространяется по нѣкоторымъ веществамъ очень скоро, по другимъ медленнѣе, а по нѣкоторымъ почти не распространяется. Первые, къ которымъ принадлежатъ металлы -- называются проводниками и изъ нихъ-то и приготовляютъ провода для распространенія электрическаго тока -- другіе -- не проводящіе электричества, примѣняются для защиты проводовъ отъ прикосновенія къ нимъ, т. е. отъ ухода тока изъ проводника. Ихъ называютъ -- изолирующими-веществами и сюда относятся каучукъ, смола, асфальтъ, сухая бумага, сухое дерево и проч. Человѣческое тѣло-очень хорошій проводникъ электричества, поэтому надо всегда остерегаться прикосновенія къ голому мѣдному проводу, черезъ который проходитъ токъ.
Вещества, пропускающія легко токъ, представляютъ прохожденію его малое препятствіе -- говорятъ, имѣютъ малое сопротивленіе; тѣ же предметы, которые препятствуютъ прохожденію тока, имѣютъ большое сопротивленіе. Въ зависимости отъ того, какое сопротивленіе представляетъ данный предметъ, черезъ него можетъ пройти большее или меньшее количество электричества, говорятъ, большая или меньшая сила тока.-- Чѣмъ больше сопротивленіе, тѣмъ меньше сила тока и обратно.
Мы уже говорили о томъ, что электричество это -- рядъ колебаній частицъ эфира. То же самое можно сказать и о звукѣ, съ той лишь разницей, что тутъ идетъ рѣчь не о колебаніяхъ частицъ эфира, а частицъ воздуха. Эти колебанія дѣйствуютъ на барабанную перепонку человѣческаго уха и производятъ на него впечатлѣніе звука. Если мы поставимъ передъ ртомъ тонкую пластинку бумаги или кожи, натянутую на рамѣ, и будемъ говорить, то пластинка эта вслѣдствіе колебаній воздуха отъ звука придетъ въ дрожаніе, будетъ сама колебаться. Если представить себѣ желѣзный стержень -- магнитъ, на одномъ изъ концовъ котораго надѣта катушка (цилиндръ) съ намотанной на ней проволокой, то, при удаленіи или приближеніи желѣзнаго предмета къ концу магнита, въ проволокѣ появляются токи, которые могутъ быть передаваемы по проволокѣ же на извѣстное разстояніе. Если предположить, что на концѣ проволоки будетъ помѣщенъ такой же магнитъ съ такой же катушкой и что обѣ катушки соединены между собою, то токъ, проходя отъ первой катушки ко второй будетъ усиливать или уменьшать силу магнита, и если вблизи будетъ находиться желѣзный предметъ, то онъ будетъ притягиваться или отталкиваться магнитомъ.
Вотъ на этихъ двухъ явленіяхъ и основано дѣйствіе телефона.
Если вмѣсто бумажной или кожаной пластинки возьмемъ тонкую желѣзную и, помѣстивъ ее передъ описаннымъ выше магнитомъ, будемъ говорить передъ пластинкой, то она придетъ въ колебаніе. Приближаясь или удаляясь отъ конца магнита, она измѣняетъ силу магнетизма, вслѣдствіе^ чего въ катушкѣ появляются токи различной силы. Токи эти по проволокѣ переходятъ въ катушку второго аппарата, измѣняютъ соотвѣтственно силу магнита; который притягиваетъ или отталкиваетъ вторую же пластинку, повторяющую тѣ же колебанія, какія дѣлаетъ первая. Эти-то колебанія воспроизводятъ на наше ухо звуки голоса говорящаго передъ первой пластинкой -- мы слышимъ разговоръ.
Это удивительное открытіе, сдѣланное первоначально Филиппомъ Рейсомъ въ 1861 году и впервые примѣненное на практикѣ соотечественникомъ Эдисона Беллемъ, было сперва очень несовершенно.
Сила передаваемыхъ токовъ была слиткомъ незначительна, чтобы передавать ихъ на большія разстоянія. Надо было воспользоваться гальваническими токами, производимыми баттареей и такъ называемой индукціонной катушкой, чтобы передача звука была возможна на большія разстоянія. Надо было, кромѣ того, изобрѣсти такой аппаратъ, который бы былъ очень чувствителенъ къ малѣйшему различію въ силѣ звука, его интонаціи. Надо было опять-таки открыть способъ, чтобы эти малѣйшія измѣненія въ свою очередь измѣняли соотвѣтственно силу тока. Честь этого открытія принадлежитъ Эдисону, давшему возможность примѣнить телефонъ на громадныя разстоянія.
Цѣлый рядъ всевозможныхъ измѣненій и усовершенствованій, примѣняемыхъ одно за другимъ, привели, наконецъ, неутомимаго изобрѣтателя къ устройству крайне простого передаточнаго прибора, при пользованіи которымъ получились прекрасные результаты: слова, сказанныя шепотомъ на разстояніи трехъ футъ отъ аппарата, отчетливо передавались на слѣдующую станцію.
Эдисонъ продалъ право пользованія его изобрѣтеніемъ Западному Союзу, тогда какъ телефонъ Белля принадлежалъ обществу бостонскихъ капиталистовъ; тогда между двумя компаніями началась ожесточенная война.
"Въ Англіи, особенно, была потѣха", разсказывалъ потомъ Эдисонъ; "дѣло въ томъ, что ни намъ, ни компаніи Белля нельзя было работать, не задѣвая другъ друга. Они незаконно пользовались моимъ передаточнымъ приборомъ, а мы не могли не пользоваться ихъ воспроизводителемъ; такъ мы и сцѣпились, не зная, какъ разойтись. Ну, конечно, это не могло вѣчно продолжаться и сліяніе было неизбѣжно, но надъ условіями сліянія пришлось порядочно побиться. Въ сущности говоря, сила была на ихъ сторонѣ, такъ что меня не очень удивила телеграмма, въ которой мой представитель въ Англіи сообщалъ мнѣ, что компанія Белля согласна на союзъ только при условіи полученія значительно больше, чѣмъ половины всѣхъ барышей. Нашъ агентъ просто не могъ придумать, какъ выйдти изъ этого положенія.-- Я тотчасъ же телеграфировалъ: "не уступайте ничего;-- я изобрѣту и вышлю вамъ свой воспроизводитель".
"Черезъ три недѣли, у меня уже былъ изобрѣтенъ воспроизводитель, который дѣйствовалъ лучше воспроизводителя Белля, и въ самомъ непродолжительномъ времени наши мастерскія изготовили 600 штукъ этихъ приборовъ.
"Тогда мы отправили на скоромъ пароходѣ партію техниковъ съ инструкторомъ, который въ пути обучалъ ихъ обращенію съ новыми инструментами и указалъ, какъ ихъ строить, если посланныхъ аппаратовъ окажется мало. Тотчасъ по прибытіи въ Англію, новые воспроизводители были поставлены у всѣхъ нашихъ абонентовъ и работали превосходно. Это окончательно образумило нашихъ конкурентовъ и черезъ нѣсколько дней состоялось сліяніе общества".
