Эдуард Бранли

Эдуар Бранли — французский физик, изобретатель и инженер, один из пионеров радиосвязи. Наиболее известен созданием когерера (прибора для обнаружения радиоволн) и проведением первых систематических экспериментов по беспроводной передаче электрических сигналов. Его работы заложили основу для развития радиотелеграфии, хотя сам Бранли не стремился к коммерциализации своих открытий.

История

Ранние годы и образование

Эдуар Бранли родился 23 октября 1844 года в Амьене (Франция) в семье преподавателя. Получил начальное образование в лицее Людовика Великого в Париже, затем поступил в Высшую нормальную школу (École Normale Supérieure), которую окончил в 1868 году. В 1871 году защитил докторскую диссертацию по физике, посвящённую электрическим разрядам в газах.

Научная карьера

После защиты диссертации Бранли преподавал в лицеях, а затем — в Парижском университете (Сорбонна), где с 1884 года занимал должность профессора физики. Основные исследования Бранли были сосредоточены на электричестве, магнетизме и оптике. В 1880-х годах он начал изучать поведение металлических порошков под воздействием электрических разрядов, что впоследствии привело к созданию когерера.

Открытие когерера

В 1890 году Бранли опубликовал работу, в которой описал явление: металлический порошок (например, железные опилки), помещённый в стеклянную трубку, резко меняет своё электрическое сопротивление под действием электромагнитных волн. При этом порошок «слипается» и становится проводящим, а для восстановления изоляции его необходимо встряхнуть. Этот прибор, названный «радиокондуктором» (позже — когерером), стал первым чувствительным детектором радиоволн.

Влияние на развитие радиосвязи

В 1894 году британский физик Оливер Лодж усовершенствовал когерер Бранли, добавив механический встряхиватель (молоточек) для автоматического восстановления чувствительности. В 1895 году Александр Попов (Россия) и в 1896 году Гульельмо Маркони (Италия) использовали когерер в своих первых радиоприёмниках. Маркони, в частности, приобрёл патент на использование когерера в 1896 году, что вызвало споры о приоритете. Бранли, однако, не претендовал на коммерческое использование своего изобретения и не оспаривал патенты Маркони.

Поздние годы и признание

В 1900-х годах Бранли продолжал исследования в области физики, но его роль в изобретении радио была признана лишь спустя десятилетия. В 1911 году он был избран членом Французской академии наук. Умер 24 марта 1940 года в Париже.

Устройство и принцип работы когерера

Конструкция

Когерер Бранли представлял собой стеклянную трубку длиной 5–10 см и диаметром 1–2 см, заполненную металлическими опилками (обычно железными или никелевыми) с добавлением небольшого количества графита. К торцам трубки подводились металлические электроды.

Принцип действия

В нормальном состоянии опилки имеют высокое электрическое сопротивление (изолятор). При воздействии электромагнитной волны (радиосигнала) между частицами опилок возникают микроскопические искровые разряды, которые сваривают их друг с другом. В результате сопротивление резко падает, и через цепь начинает течь ток. Для восстановления изоляции необходимо встряхнуть трубку — механически или с помощью электромагнитного молоточка.

Недостатки

Когерер был чувствителен к механическим вибрациям, требовал постоянного встряхивания после каждого сигнала и имел невысокую чувствительность по сравнению с более поздними детекторами (например, кристаллическими). Однако он оставался основным детектором радиоволн до появления вакуумных ламп в 1900-х годах.

Научные достижения

Эксперименты с радиоволнами

Бранли провёл серию опытов, подтвердивших, что электромагнитные волны (предсказанные Джеймсом Максвеллом и открытые Генрихом Герцем) могут передавать информацию на расстояние. В 1891 году он продемонстрировал передачу сигнала на расстояние до 20 метров, а затем — до 100 метров.

Работы по электричеству и магнетизму

Помимо когерера, Бранли изучал:

• Электрические разряды в газах (в частности, в неоне и аргоне).
• Фотоэлектрический эффект.
• Термоэлектричество.
• Свойства диэлектриков.

Вклад в метрологию

Бранли разработал несколько приборов для измерения электрических величин, в том числе электрометр и гальванометр.

Применение

Радиотелеграфия

Когерер Бранли использовался в первых радиоприёмниках, построенных:

• Александром Поповым (1895) — для регистрации грозовых разрядов.
• Гульельмо Маркони (1896) — для передачи телеграфных сигналов через Атлантику (1901).

Ограничения

Когерер был заменён более чувствительными и стабильными детекторами (например, кристаллическим детектором, изобретённым в 1906 году). Однако его принцип действия (изменение проводимости под действием излучения) лёг в основу более поздних устройств — фоторезисторов и полупроводниковых детекторов.

Критика и споры о приоритете

Спор с Маркони

После того как Маркони в 1896 году получил патент на использование когерера в радиоприёмнике, возникли споры о том, кто является изобретателем радио. Бранли не оспаривал патенты, но его приоритет в создании когерера был признан научным сообществом. В 1909 году Маркони получил Нобелевскую премию по физике (совместно с Карлом Фердинандом Брауном), но Бранли не был включён в число лауреатов.

Вклад Попова

В России изобретателем радио считается Александр Попов, который в 1895 году продемонстрировал свой «грозоотметчик» на основе когерера. Однако сам Попов признавал, что его прибор основан на работах Бранли.

Интересные факты

• Бранли никогда не пытался запатентовать когерер, считая, что научные открытия должны быть общедоступными.
• В 1898 году он опубликовал книгу «La Télégraphie sans fil» («Беспроводной телеграф»), в которой подробно описал свои эксперименты.
• Имя Бранли носит один из кратеров на обратной стороне Луны.
• Во Франции его именем названы улицы и учебные заведения, в том числе лицей в Амьене.

Источники

• Эдуар Бранли. Биографический очерк. — Париж: Издательство Французской академии наук, 1941.
• История радиосвязи: от Герца до Маркони. — М.: Наука, 1980.
• Очерки истории физики. — М.: Физматлит, 2005.
• Энциклопедия «Британника» (статья «Édouard Branly»).
• Научные труды Э. Бранли (1890–1911).