無線電技術與(yu) 我們(men) 生活息息相關(guan) ，廣播、電視、手機、互聯網、雷達、導航等都有它的身影。

無線電是指在空氣或真空裏傳(chuan) 播的電磁波，無線電技術則是指用電波傳(chuan) 播信號的技術，是電磁學的最重要應用。

從(cong) 發現電磁力到無線電的廣泛運用這一百多年裏，許多物理學家都做出了重要貢獻。其中，開無線電技術研究先河的兩(liang) 位科學家同時獲得1909年度諾貝爾物理學獎。

無線通信技術應用一例(來源：新浪)

01
無線通訊步步高

19世紀末，經過法拉第、麥克斯韋、赫茲(zi) 等科學家的不懈努力，電磁學得到長足發展。機緣巧合，意大利物理學家馬可尼發現電磁波居然不用電線媒介就能遠距離傳(chuan) 遞信息。其實，這種用看不見的電磁波來傳(chuan) 遞信息的方式都是無線電通信。
馬可尼是正宗的“富二代”，啟蒙教育是在家裏完成的。10多歲時即對物理學產(chan) 生興(xing) 趣，尤其喜歡讀麥克斯韋、洛奇、赫茲(zi) 等前輩的著作。1895年，21歲的他在自家的莊園做了人生中第一個(ge) 電磁學實驗；他設計了發射機並實現了無線電信號2.4千米距離的傳(chuan) 輸；他也是世界上首位發現電磁波可以傳(chuan) 遞信息並付諸實踐的科學家。馬可尼設計的發射機(來源：搜狐)
很快，馬可尼將無線電通信距離提高到13千米，並開始根據電報密碼來做發電機電鍵，進行遠距離無線通訊的實驗。

為(wei) 了進一步研究無線電的商業(ye) 應用，他創立了無線電報通信公司（即馬可尼無線電公司的前身）。

1898年，跨距45千米的英吉利海峽無線電報通信實驗成功，兩(liang) 岸可以順利進行電報聯係。馬可尼下一個(ge) 目標就是讓無線電橫跨大西洋！

無線電報穿越大西洋，這可是個(ge) 大挑戰。

大西洋跨越達3700千米，這是真正的超遠距離無線傳(chuan) 播；而且，當時很多人都認為(wei) 電磁波和光一樣直線傳(chuan) 播，大西洋彎曲的地球表麵不能傳(chuan) 播電磁波。

行不行做了再說，馬可尼抱著這樣的心態，做了很多次實驗。

1901年，他在加拿大接收到大西洋彼岸英國發射台傳(chuan) 來的無線電報，這個(ge) 實驗讓世界震驚。

很快，從(cong) 美國向英國《泰晤士報》用無線電傳(chuan) 遞新聞，可以實現當天見報。許多國家的軍(jun) 事要塞、海港船艦大都裝備有無線電設備，比如大西洋航線上行駛的郵船。

美國政府請馬可尼主持修造了一座大功率的發射台，由美國總統給英國國王發了第一封無線電報。無線電成了全球性的事業(ye) 。

史上第一次跨大西洋電報通訊圖解，出自馬可尼的諾貝爾獎講座(來源：物理雙月刊)馬可尼的成就舉(ju) 世矚目，很多人稱他為(wei) “無線電之父”，如此功勳在身，他站在1909年諾貝爾物理學獎的領獎台上也不足為(wei) 怪。

馬可尼讓無線電飛遍全球的過程中，不少科學家都在背後默默付出，其中德國物理學家布勞恩最為(wei) 耀眼。他對無線電報進行改善，從(cong) 而與(yu) 馬可尼平分年度諾貝爾物理學獎。

02
攻克無線電技術難題

卡爾•費迪南德•布勞恩生於(yu) 德國富爾達市，父親(qin) 是正宗的公務員。從(cong) 小衣食無憂，接受良好教育。

1868年，16歲的布勞恩進入德國馬爾堡大學，開始接觸自然科學。1872年，獲得柏林大學物理學博士學位。次年，進入萊比錫的一家中學任教，主要教數學和自然兩(liang) 門。

在這家不出名的學校裏，他開始係統研究振蕩電流，邁出電磁學研究之旅的第一步。

此後，他在馬爾堡大學、斯特拉斯堡大學及卡爾斯魯厄大學任物理學教授，直到1895年回到斯特拉斯堡大學任物理研究所主任。從(cong) 這些經曆來看，布勞恩有條件進行電磁學實驗。

布勞恩在電學上做出的第一貢獻是發明了陰極射線管。

19世紀末，很多科學家都在研究陰極射線，其中不乏取得成績者。德國物理學家倫(lun) 琴發現X光和英國物理學家湯姆孫發現電子的消息傳(chuan) 來，布勞恩也投身於(yu) 這一領域。

1897年，他在真空玻璃管的一端裝上電極，這樣從(cong) 陰極發出的電子受靜電力影響就會(hui) 發射出電子束（即陰極射線）。磁場改變時電子束也會(hui) 發生偏轉，如此就在熒屏上得到波動的圖像。

科學家們(men) 把這個(ge) 玻璃管叫做陰極射線管（縮寫(xie) CRT），又稱布勞恩管。由於(yu) 後人改進此管以用於(yu) 電視、計算機等電子設備的圖像顯示，所以布勞恩管又俗稱顯像管。

用於(yu) 實驗中的布勞恩管(來源：花瓣網)

陰極射線管在實驗中的廣泛應用讓布勞恩很受激勵。他得知馬可尼正在推廣無線電的消息後，便投入到無線電技術的研究中。

研讀無線電論文及相關(guan) 報道後，發現當時的無線電技術中有兩(liang) 個(ge) 難題，其一是無法讓電磁波沿指定的方向發射。換言之，以前馬可尼無線傳(chuan) 輸實驗隻是結果，沒有對過程進行物理控製。

經過多次實驗，馬可尼發明了定向天線。可以保證在指定的方向上發出無線電波，這樣就有效減少了能量消耗。1902年，他用定向天線係統接收到定向發射的信號。

第二個(ge) 問題是缺少可靠的電報接收機和發射機。

為(wei) 此，布勞恩在接收機裏麵加入晶體(ti) 探測器，以提高接收的敏感度。發射機方麵，馬可尼由於(yu) 研究太雜又忙於(yu) 推廣無線電，所以隻是發明了具基本功能的發報機。

布勞恩反複研究馬氏發報機後對其進行改裝，新發報機由電容器和閉路線圈構成，線圈與(yu) 不帶火花的天線相連。不同電容振蕩產(chan) 生不同的電流。

同時，此機的頻帶被調得很窄。這樣，發射機可以發出不同信息的電磁波，接收機接收後再轉出即可。馬可尼能完成1901年無線電跨越大西洋的壯舉(ju) ，很大程度得益於(yu) 布勞恩改進的發射器和接收器。

定向天線傳(chuan) 播示意圖(來源：與(yu) 非網)

布勞恩解決(jue) 早期無線電技術的兩(liang) 個(ge) 難題後，無線電技術進入飛速發展的快車道。

如果說馬可尼讓無線電飛遍全球，那布勞恩則讓“飛”的速度變得更快。相對於(yu) 他們(men) 的貢獻而言，諾貝爾物理學獎實在微不足道。

馬可尼和布勞恩的諾貝爾官方照(來源：物理雙月刊網)科學家們(men) 並不是像我們(men) 想象的那樣遙不可及，他們(men) 之間也會(hui) 有很多有趣的故事，蝌蚪君也會(hui) 繼續分享他們(men) 的經曆和故事。

還請繼續關(guan) 注蝌蚪君，咱們(men) 一起分享他們(men) 之間的趣事~【參考資料】1. 圖書(shu) 《諾貝爾物理學獎一百年》，2002年上海科學普及出版社出版，作者是郭奕玲、沈慧君。2. 論文《20世紀物理學的偉(wei) 大縮影》，作者清華大學郭奕玲，《物理研究》2009年第2期。3. 資料《1909年諾貝爾物理學獎簡介》，見《物理通報》2017年2期。4. 馬可尼事跡：https://story.kedo.gov.cn/c/2018-05-20/918465.shtml。


關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】，了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】，了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】，學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【人工智能】，了解更多人工智能活動詳情