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赫兹是德国的一位青年物理学家。麦克斯韦的《电磁学通论》发表之时，他只有16岁。在当时的德国，人们依然固守着牛顿的传统物理学观念，法拉第、麦克斯韦的理论对物质世界进行了崭新的描绘，但是违背了传统，因此在德国等欧洲中心地带毫无立足之地，甚至被当成奇谈怪论。当时支持电磁理论研究的，只有玻尔兹曼和亥姆霍茨。赫兹后来成了亥姆霍茨的学生。在老师的影响下，赫兹对电磁学进行了深入的研究，在进行了物理事实的比较后，他认为，麦克斯韦的理论比传统的“超距理论”更令人信服。

因此赫兹就决定以实验来证实韦伯与麦克斯韦理论哪个正确。依照麦克斯韦理论，电扰动能辐射电磁波。赫兹根据电容器经由电火花隙会产生振荡原理，设计了一套电磁波发生器。赫兹将一感应线圈的两端接于电磁波发生器的2个铜棒上。当感应线圈的电流突然中断时，其感应高电压使电火花隙之间产生火花。瞬间后，电荷便经由电火花隙在锌板间振荡，频率高达数百万周。由麦克斯韦理论，此火花应产生电磁波，于是赫兹设计了一简单的检波器来探测此电磁波。他将一小段导线弯成圆形，线的两端点间留有小电火花隙。如有电磁波产生，此小线圈上应会产生感应电压，而使小电火花隙产生火花。于是，他坐在一暗室内，检波器距振荡器10米远，结果他发现检波器的小电火花隙间确有小火花产生。赫兹在暗室远端的墙壁上覆有可反射电波的锌板，入射波与反射波重叠应产生驻波，他也以检波器在距振荡器不同距离处侦测加以证实。赫兹先求出振荡器的频率，又以检波器量得驻波的波长，二者乘积即电磁波的传播速度。正如麦克斯韦预测的一样，电磁波传播的速度等于光速。

1888年，赫兹的实验成功了，而麦克斯韦理论也因此获得了证明。赫兹在实验时曾指出，电磁波可以被反射、折射，并如同可见光、热波一样被偏振。由他的振荡器所发出的电磁波是平面偏振波，其电场平行于振荡器的导线，而磁场垂直于电场，且两者均垂直于传播方向。1889年，赫兹在一次著名的演说中明确地指出，光是一种电磁现象。

第一次以电磁波传递信息是1896年意大利的马可尼开始的。1901年，马可尼又成功地将信号送到大西洋彼岸的美国。20世纪无线电通信更有了异常惊人的发展。赫兹实验不仅证实麦克斯韦的电磁理论，更为无线电、电视和雷达的出现奠定了基础。

19世纪30年代，由于铁路迅速发展，迫切需要一种不受天气影响、没有时间限制又比火车跑得快的通信工具。此时，发明电报的基本技术条件（电池、铜线、电磁感应器）也已具备。1837年，英国的库克和惠斯通设计制造了第一个有线电报，且不断加以改进，发报速度不断提高。这种电报很快在铁路通信中获得了应用。他们的电报系统的特点是电文直接指向字母。与此同时，美国人莫尔斯也对电报着了迷。他是一位画家，在他41岁那年，他从法国学画后乘轮船返回美国，旅途中结识的一位医生杰克逊将他引入了电磁学这个神奇世界。在船上，杰克逊向他展示了“电磁铁”，它一通电就能吸起铁的器件，一断电铁器就掉下来，还说“不管电线有多长，电流都可以神速通过”。这个小玩意儿使莫尔斯产生了遐想：既然电流可以瞬息通过导线，那能不能用电流来传递信息呢？为此，他在自己的画本上写下了“电报”字样，立志要完成用电来传递信息的发明。

莫尔斯回到美国后，全身心地投入到了研制电报的工作中去。他拜著名的电磁学家亨利为师，从头开始学习电磁学知识。他买来了各种各样的实验仪器和电工工具，把画室改为实验室，夜以继日地埋头苦干。他设计了一个又一个方案，绘制了一幅又一幅草图，进行了一次又一次试验，但得到的是一次又一次失败。在深深的失望之中他有好几次想重操旧业，然而，每当他拿起画笔看到画本上自己写的“电报”字样时，又为当初立下的誓言所激励，从失望中抬起头来。他冷静地分析了失败的原因，认真检查了设计思路，发现必须寻找新的方法来发送信号。1836年，莫尔斯终于找到了新方法。他在笔记本上记下了新的设计方案：“电流只要停止片刻，就会现出火花。有火花出现可以看成是一种符号，没有火花出现是另一种符号，没有火花的时间长度又是一种符号。这三种符号组合起来可代表字母和数字，就可以通过导线来传递文字了。”我们现在看起来是多么简单的事啊！但莫尔斯是世界上第一个想到用点、划和空白的组合来表示字母的，这是非常不容易的。这种用编码来传递信息的构想是多么伟大，多么奇特！这样一来，只要发出两种电符号就可以传递信息，大大简化了设计和装置。

莫尔斯的奇特构想，即著名的“莫尔斯电码”，是电信史上最早的编码，是电报发明史上的重大突破。莫尔斯在取得突破以后，马上就投入到紧张的工作中去，把设想变为实用的装置，并且不断地加以改进。1844年5月24日，是世界电信史上光辉的一页。莫尔斯在美国国会大厅里，亲自按动电报机按键。随着一连串嘀嘀嗒嗒声响起，电文通过电线很快传到了数十千米外的巴尔的摩。他的助手准确无误地把电文译了出来。莫尔斯电报的成功轰动了美国、英国和世界其他各国，他的电报很快风靡全球。19世纪后半叶，莫尔斯电报已经获得了广泛的应用。

人类发明了电报和电话后，信息传播的速度比以往快了不知多少倍。电报、电话的出现缩短了各大陆、各国家人民之间的距离感。但是，最初的电报、电话都是靠电流通过导线来传输信号的，这使通信受到很大的限制。因为，通信首先要有线路，而架设线路受到客观条件的限制。高山、大河、海洋均给线路的建造和维护带来很大的困难，尤其是极需要通信联络的海上船舶，以及后来发明的飞机，那些会移动的交通工具，无法用有线方式与地面人们联络。

19世纪发明的无线电通信技术，使通信摆脱了依赖导线的方式，是通信技术上的一次飞跃，也是人类科技史上的一个重要成就。在科学的道路上获得成功的人总是那些永远孜孜不倦，善于总结前人经验，汲取前人教训的勇敢者。谁能坚持下来，谁的灵感突然迸发，他就能摘取胜利的果实。俄国人波波夫和意大利人马可尼就是这样的人。

（一）发明者波波夫

波波夫于1859年出生在俄国的一个牧师家庭中。18岁那年，他考进了彼得堡大学数学物理系，不久转入森林学院学习。森林学院学术气氛活跃，使他打下了扎实的基础，几年后波波夫以优异的成绩毕业了。1888年，赫兹发现电磁波的消息传到了俄国，29岁的波波夫一下子改变了先前要把电灯装遍俄国的主意，树立了要指挥电磁波飞越全世界的理想。1894年，波波夫做了一台电磁波接收机。这台机器的原理与英国科学家洛奇发明的电磁波接收机相似，但灵敏度却高得多。

波波夫对无线电通信的杰出贡献，是他发现了天线的作用。在一次实验中，波波夫发现金属屑检波器的灵敏度异常高，接收电磁波的距离比起平时有明显的增加。他没放过这个异常现象，仔细地观察了周围环境，也没发现什么变化。他找了很多原因，但都一一排除了。他感到很奇怪，再试一次，灵敏度还是异常的高。忽然，他瞥见有一根导线搭在检波器上。很明显，这根导线增加了检波器的接收能力，增加了灵敏度。波波夫真是喜出望外，提高机器的灵敏度、增加传收距离的愿望竟这样无意中达到了。他使用的这根导线是世界上第一根天线。波波夫用这架机器首先去检测雷电。他把莫尔斯电报机接在机器上，在一个雷电风雨交加的夏夜，他的接收机收到了空中的雷电，并用莫尔斯电报机上的纸条记录了下来。

1895年5月7日，波波夫带着他发明的无线电接收机来到彼得堡的俄罗斯物理化学学会物理分会会场，在宣读论文后，当场进行演示。他让助手在演讲大厅的一头安放好电磁波发生器，自己在讲台上调好接收机，装好天线，接收机连接了继电器和电铃。一切就绪后，助手接通电磁波发生器，接收机带动电铃响了起来。当助手把电磁波发生器电源切断，电铃声戛然而止。面对事实，过去支持他的人、反对他的人、怀疑他的人，都上前握手祝贺他。此后波波夫又改进了他的机器，用电报机替换了电铃。这样，就形成了一台完整的无线电收报机。

1896年3月24日，波波夫和助手又进行了一次正式的无线电传递莫尔斯电码的表演。波波夫把接收机安放在物理学会会议大厅内，他的助手把发射机安装在森林学院内，两地距离250米左右。时间一到，助手沉着地把信号发射出去，波波夫这边的接收机清晰地收到信号。此时俄罗斯物理学会分会长把接收到的字母一个个地写在黑板上。最后，黑板上出现一行字母：“海因里希·赫兹”。这是世界上的第一份无线电报，内容是纪念赫兹这位电磁波发现者。

（二）发明者马可尼

马可尼1874年出生在意大利，父亲是意大利人，是一个农庄主，母亲是爱尔兰人。1894年，即赫兹去世的那年，马可尼刚满20岁，他在电气杂志上读到了赫兹的实验和洛奇的报告。从小就喜欢摆弄线圈、电铃的他，便一头钻进了电磁波的研究中。他想既然赫兹能在几米外测出电磁波，那么只要有足够灵敏的检波器，也一定能在更远的地方测出电磁波。经过多次的失败，他终于迈出了可喜的第一步。他在家中的楼上安装了发射电波的装置，楼下放置了检波器，检波器与电铃相接。他在楼上一接通电源，楼下的电铃就响了起来。晚上，当父亲看到了这个新奇的装置，把以前对他搞研究而憋在肚子里的火气和不满都抛到九霄云外，再也不叫他“不切实际的空想家”了。他开始给儿子经济资助，让他一心搞实验。马可尼初次告捷后，信心增强了。他大量收集资料和文章，不管这些文章的作者是有名气的还是无名气的，只要对他有用，有所启发的文章，他都耐心阅读，仔细分析。他把各家的缺点分析清楚，把各人的长处集合起来，改进自己的机器。

第二年夏天，马可尼又完成了一次非常成功的实验。到了秋天，实验又获得很大的进步。他把一只煤油桶展开，变成一块大铁板，作为发射的天线；把接收机的天线高挂在一棵大树上，用以增加接收的灵敏度。他还改进了洛奇的金属粉末检波器，在玻璃管中加入少量的银粉，与镍粉混合，再把玻璃管中的空气排除掉。这样一来，发射方增大了功率，接收方也增加了灵敏度。他把发射机放在一座山岗的一侧，接收机安放在山岗另一侧的家中。当他的助手从一方发送信号时，另一方他守候着的接收机接收到了信号，带动电铃发出了清脆的响声。这响声对他来说比美妙的交响乐更悦耳动听。这次实验的距离达到2.7千米。

1937年，马可尼与世长辞，在意大利罗马有近万人为他送葬，同时，英国所有无线电报和电话，以及大不列颠广播协会的广播电台停止工作2分钟，向这位无线电领域的伟大人物致哀。

马可尼、波波夫以及其他为无线电通信领域作出贡献的科学家虽然离开了人间，可是他们发明的无线电通信留给了后人，并将造福于人类的子子孙孙。

（一）二极管的起源

1883年，发明家爱迪生为寻找电灯泡灯丝的最佳材料，曾做过一项实验：在真空电灯泡内部炭丝附近安装一截铜丝，希望铜丝能阻止炭丝蒸发。他发现，没有连接在电路里的铜丝，却因接收到炭丝发射的热电子而产生了微弱的电流。爱迪生只是把它记录在案，申报了一个未找到任何用途的专利，称之为“爱迪生效应”。

1885年，30岁的英国电气工程师弗莱明博士经过反复试验发现，如果在真空灯泡里装上炭丝和铜板，分别充当阴极和屏极，则灯泡里的电子就能实现单向流动。1904年，弗莱明研制出一种能够充当交流电整流和无线电检波的特殊灯泡——“热离子阀”，也就是人们后来所说的真空二极管。然而，直到真空三极管的发明后，电子管才成为实用的器件。

（二）三极管的发明

发明三极管的是一个美国人德福雷斯特。他于1873年8月26日出生于美国爱荷华州。孩提时期的德福雷斯特并不出众，被老师认为是个平庸的孩子。他的唯一爱好是拆装各种机械小玩意，20岁那年他考取了耶鲁大学，但在学校除了电学、特别是电磁波传播之外，他似乎对其他事都不感兴趣。1899年，他获得物理学哲学博士学位。

1899年秋，德福雷斯特正在撰写博士论文《平行导线两端赫兹波的反射作用》。在此期间，一年一度的国际快艇比赛就要在纽约揭开序幕，恰逢意大利无线电发明家马可尼来访。那天清晨，马可尼登上了停泊在港口的一艘军舰，及时地把比赛的消息用无线电报拍发回来。整整5个小时，《纽约先驱论坛报》的总部收到了马可尼发来的4000多字的新闻报道，使美国新闻记者们叹服。人们要求“无线电之父”马可尼在港口为他们做一次现场演示。德福雷斯特大胆地走到马可尼的身后，仔细研究起无线电设备来。马可尼告诉他，由于“金属屑检波器”的灵敏度太差，严重影响收发效果。

1902年，德福雷斯特在纽约泰晤士街租了间破旧的小屋，创办了德福雷斯特无线电报公司。当英国弗莱明发明真空二极管的消息传来，德福雷斯特选择了一段白金丝制作灯丝，也在灯丝附近安装了一小块金属屏板，把玻璃壳内抽成真空，通电后，果然也“追寻”到了电子的踪迹。他抓起一根导线，弯成“Z”型，小心翼翼地把它安装到灯丝与金属屏板之间的位置。德福雷斯特极其惊讶地发现，Z型导线装入真空管内之后，只要把一个微弱的变化电压加在它的身上，就能在金属屏板上接收到更大的变化电流，其变化的规律与所加的电压完全一致——德福雷斯特发现的正是电子管的“放大”作用。后来，他又把导线改用像栅栏形式的金属网，于是，他的电子管就有了三个“极”——丝极、屏极和栅极。1907年，德福雷斯特向美国专利局申报了真空三极管的发明专利。

帕洛阿托市的德福雷斯特故居，至今依然矗立着一块小小的纪念牌，写着一行文字：“李·德福雷斯特在此发现了电子管的放大作用。”用来纪念这项为新兴电子工业所奠定了基础的伟大发明。德福雷斯特是一位多产的发明家，一生获得了多达300余项专利。他的发明为他赢得了“无线电之父”、“电视始祖”和“电子管之父”的称号。

人耳可听见的声音叫声波，其频率范围在20～20000Hz。声波在空气中传播时衰减很大，传输的距离比较小。

无线电波的频率远远高于人耳可听见的频率范围，传播的介质是电磁场，传输的距离远。

人们为了使声音传得更远，就让声波信号骑上了无线电波信号这匹“骏马”。在专业术语中把搭载声波的这匹“骏马”叫载波。

广播节目的发送是在广播电台进行的。广播节目的声波，经过电声器件转换成声频电信号，并由声频放大器放大，振荡器产生高频等幅振荡信号；调制器使高频等幅振荡信号被声频信号所调制；已调制的高频振荡信号经放大后送入发射天线，转换成无线电波辐射出去。无线电广播的接收是由收音机实现的。收音机的接收天线收到空中的电波；调谐电路选中所需频率的信号；检波器从高频信号中检出声频信号（即解调）；解调后得到的声频信号再经过放大获得足够的推动功率；最后经过电声转换还原出广播内容。

综上所述，可以把无线电通信（广播也属于无线电通信范畴）的发送和接收概括为互为相反的三个方面的转换过程，即：传送信息—低频信号、低频信号—高频信号、高频信号—电磁波。