Телефон: принцип работы, развитие от изобретения до современности
Знаете человека, у которого нет телефона? Пожалуй, это разве что очень старые бабушки и дедушки. Ну или ребята из племени Тумба-Юмба. Хотя и у них, наверное, уже есть. Телефон появился полтора века назад, и вот результат: каждый человек звонит по телефону примерно 1500 раз в год!
На нашем телеграм-канале вы найдете много полезной и интересной информации для учащихся.
Изобретение телефона
Что было до телефона? Телеграф с азбукой Морзе. А до телеграфа была почта с почтовыми голубями и лошадьми, сигнальные костры, выстрелы ружей, глашатаи и прочие достаточно примитивные способы связи.
В 17 веке итальянский изобретатель Джованни делла Порта предложил создать систему связи из труб, проложенных по всей стране. Его предложение не оценили по достоинству.
Большинство людей скажет, что телефон изобрел Александр Белл.
На самом деле, в этом вопросе все не так просто. Тут дело обстоит примерно как с радио. О том, кто изобрел телефон первым, можно поспорить.
Сейчас истинным изобретателем телефона считается Антонио Меуччи. Именно он изображен на фото ниже. Из-за нехватки средств изобретатель не сумел отстоять свои права при жизни, и его право на изобретение телефона было признано только 11 июня 2002 года в резолюции № 269 Конгресса США.
Белл первым запатентовал телефон в 1876 году. Сам изобретатель называл свое устройство “говорящим телеграфом”. На два часа позже Белла в патентное бюро с подобным изобретением обратился Элиш Грэй. Впоследствии между ними была длительная судебная тяжба, которая закончилась победой Белла.
Первый телефонный звонок
В 1876 году состоялся первый телефонный разговор. Всего за 15 лет до этого отменили крепостное право, а люди уже звонили по телефону!
Наверное, этот звонок был связан со многими техническими трудностями, зато точно известно одно: ошибиться номером было нельзя.
Александр Белл позвонил своему помощнику Ватсону, сказав ему: «Ватсон, говорит Белл! Если вы меня слышите, то подойдите к окну и помашите шляпой».
Кстати, к развитию телефона приложил руку и Томас Эдисон. Именно он придумал начинать разговор с «алло».
Помимо этого, Эдисон предложил использовать микрофон с угольным порошком. Такие микрофоны практически без изменений устанавливались в домашние телефоны с дисковым номеронабирателем вплоть до 1990-х годов.
Кстати! Для всех наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы.
Развитие телефонии
Первые телефоны имели дальность действия всего в 500 метров, у них не было звонка, и вызов приходилось осуществлять с помощью свистка. После внедрения в телефон угольного микрофона и индукционной катушки дальность действия устройства значительно увеличилась.
Первые телефонные станции не могли соединить абонентов напрямую. Для того чтобы «позвонить», нужно было снять трубку и начать крутить рычаг. После соединения с телефонисткой ей говорили номер абонента, она втыкала штекер в гнездо, и только после этого начинался разговор.
Это сейчас мы привыкли к 7-ми значным номерам и международным телефонным кодам. А первые телефонные номера состояли всего из 2-3 цифр.
В 1927 году уже можно было позвонить из Нью-Йорка в Лондон. Телефонные сети стали активно покрывать земной шар.
Кстати, звоните нам в любое время! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Принцип действия телефона «на пальцах»
Почему на пальцах? Потому что перед тем, как разбираться с чем-то сложным (например, принципом работы современного мобильника), всегда нужно разобраться с простейшими вещами, от которых все и пошло.
Мы говорим в микрофон, мембрана колеблется, ее колебания в магнитном поле создают ток в катушке, который и передается по проводу к собеседнику. На том конце происходит обратный процесс: ток течет в подвижной катушке динамика, из-за этого мембрана колеблется и «колышет» воздух. В результате мы слышим звук.
Сейчас телефоны можно разделить на:
Появление современных телефонов, мобильная связь
Значение изобретения мобильного телефона также было революционно. А появились первые мобильные в 1976 году. Они были огромными, и стоимость их также была огромной. В 1980-х в Америке уже можно было купить мобильный телефон за 3500 долларов. Для сравнения: новый форд мустанг стоил 6500.
Считается, что его изобрели в США, но есть версия, что первый прототип мобильного был разработан в СССР в 1973 году. Как и многие интересные разработки, советский мобильник остался неизвестен миру.
В странах СНГ мобильные телефоны широко распространились в 90-е годы 20 века.
Перспективы развития телефонов
Ученые, футурологи и социальные исследователи считают, что в будущем смартфоны с большой вероятностью вытеснят такие отдельные устройства, как компьютер, ноутбук и фотоаппарат. Возможности и мощности телефонов позволят просто подключать к ним монитор и клавиатуру, превращая смартфон в полноценный персональный ПК.
Уже сейчас современный телефон представляет собой настоящую исследовательскую станцию, которая собирает огромное количество данных. В будущем количество и качество данных будет расти. Собранная информация может быть использована для самых разных исследований: от поведения групп людей до предсказания землетрясений и прогноза погоды. Банковские карточки также уйдут в прошлое. Уже сейчас есть технология, которая позволяет расплачиваться с помощью смартфона, используя его вместо карточки.
Но это все в будущем. Пока что, каким бы умным ни был смартфон, он не сможет написать курсовую или контрольную за вас. Помочь в этом может специальный студенческий сервис, предоставляющий услуги профессионалов всех областей: от агрономии и бухгалтерского учета до электроники и ядерной физики.
Разрешенная черная магия: как смартфоны появились на свет и захватили весь мир
Третий закон Артура Кларка гласит: «Любая достаточно развитая технология неотличима от магии». Если перенести в наше время крестьянина из Средних веков, он, вероятно, решит, что попал в мир чернокнижников, и немедленно сойдет с ума. Впрочем, многие сегодняшние предметы, настолько обыденные, что мы даже не обращаем на них внимания, всего несколько десятков лет назад произвели бы на нас аналогичное впечатление. Среди этих вещей — примелькавшийся и незаменимый герой современности: мобильный телефон.
Мистер Уотсон, идите сюда. Вы мне нужны!
Считается, что с этой фразы началась история нового способа связи. Итальянский ученый Антонио Меуччи еще в 1860 году обнаружил, что по проводам можно передавать звук. Он же создал и первый телефонный аппарат, названный Teletrofono, однако запатентовать изобретение ему помешали финансовые проблемы. Это сделал в 1876 году американский физик Александр Белл вскоре после того, как мистер Уотсон услышал его призыв из нового чудесного агрегата, который назвали «говорящий телеграф».
Самый первый телеграфный аппарат появился еще в 1774 году. Жорж-Луи Лесаж соединил проводами два устройства в разных комнатах своей лаборатории и смог передать между ними электрический сигнал. В 1858 году была установлена межконтинентальная телеграфная связь, а королева Виктория и президент США Джеймс Бьюкенен обменялись посланиями с помощью «электрической почты». К 1891 году уже все континенты были оплетены проводами, по которым неслись сотни тысяч сообщений.
Систему передачи входящих и исходящих сигналов по одному кабелю разработал русский военный инженер Григорий Игнатьев в 1880 году. Так телефон обрел свои окончательные черты. В этом виде он просуществует более ста лет.
В XX веке «говорящий телеграф» стал массовым явлением. В 1927 году состоялся первый коммерческий телефонный разговор между Европой и Америкой.
В СССР этот агрегат считался обязательным атрибутом «нормальной жизни», а появление в доме дискового аппарата было таким же значимым событием, как покупка новой машины или повышение на работе: и то, и другое, и третье полагалось «обмыть».
Где мой мобильник?
После появления радио создание беспроводного телефона было делом времени. В 1918 году германские железнодорожники начали тестировать средства мобильной связи между поездами на линии Берлин — Цоссен.
В конце XIX века усилиями Уильяма Крукса, Оливера Лоджа, Александра Попова и других физиков была разработана концепция беспроводного телеграфного соединения и, что важнее, трансляции звука при помощи электромагнитных колебаний. Так родилось радио, которое до сих пор остается главным способом передачи информации.
В 1946 году компания Bell System запустила в Сент-Луисе сервис Mobile Telephone System — прообраз современной сотовой связи. По радиотелефону нужно было вызвать оператора, тот спрашивал номер абонента и соединял вас с ним. Такие аппараты обычно устанавливались в автомобилях.
Советский инженер Леонид Куприянович в 1950-х разработал несколько прототипов дуплексных радиотелефонов ЛК-1. Последний из них весил всего 500 граммов и был размером с пачку сигарет.
Тогда же аналоговая мобильная связь появляется в правительственных авто мировых лидеров. В СССР такая система под маркой «Алтай» работала с 1960-х до 2000-х годов.
Каменный мозг
Вместе со средствами связи эволюционировала и вычислительная техника. Первой полностью программируемой машиной считается Z3 немецкого инженера Конрада Цузе, собранная им в 1941 году для нужд армии Третьего рейха. Компьютеры занимали огромные залы, состояли из шкафов, набитых тысячами реле, а их вычислительная мощность была просто смешной по сегодняшним меркам. Но всё же такая машина заменяла целый полк математиков.
Святой Simon
В 90-х годах прошлого века результаты двухсотлетней работы ученых в области связи и вычислительной техники начали массово внедряться в жизнь обычных людей. Компьютеры перестают быть исключительно рабочими машинами и всё чаще появляются в домах; мобильные телефоны уже не стоят сумасшедших денег; интернет для многих еще в диковинку, но развивается очень быстро и становится незаменимым.
Прообраз всемирной паутины, сеть ARPANET заработала 29 октября 1969 года. Между Калифорнийским и Стэнфордским университетами операторы передали (со второй попытки) слово login. Впрочем, это было не первое подключение одного компьютера к другому. Например, в СССР еще в 50-х годах военные инженеры соединяли вычислительные машины системы противоракетной защиты для быстрого обмена данными.
В 1992 году на рынок выходит устройство, которое объединило в себе огромное количество изобретений и обозначило вектор развития мобильных технологий на десятилетия вперед.
IBM Simon считается первым гаджетом, сочетавшим возможности сотового телефона и персонального компьютера.
Этот протосмартфон был оснащен жидкокристаллическим экраном, умел отправлять и принимать факс и электронные письма, имел на борту органайзер, часы, записную книжку и блокнот, в котором можно было делать заметки с помощью стилуса. Разработчики интегрировали в него даже игры! С интерфейсом девайса наш современник, скорее всего, разобрался бы без особых сложностей: управление осуществлялось при помощи весьма похожей на Android или iOS операционной системы.
Стоил Simon от 600 до 1000 долларов и не был массовым устройством (в IBM продали всего 50 тыс. гаджетов), однако именно он стал прообразом смартфона будущего. Эволюция мобильных средств связи не закончилась, но существует минимальный набор функций, которыми обязательно должно обладать такое устройство. Simon соответствовал почти всем этим требованиям.
Ты чё такой умный?
В 90-х человечество стремительно рвануло в будущее. Главными двигателями прогресса стали интернет и сотовый телефон. К началу XXI века мир уже было невозможно представить без этих двух столпов современных технологий.
Следующей вехой стало появление iPhone в 2007 году. Это устройство не было самым мощным, не обладало многими функциями, которыми могли похвастать конкуренты, но главными преимуществами детища Apple стали простота освоения и надежность.
Еще никогда мобильные гаджеты не были такими дружелюбными к пользователю. Отпала необходимость в кнопках и стилусах — сенсорный экран взял на себя функции управления, а для звонка маме или путешествия по глобальной сети хватало пары движений пальца. Внешний вид и возможности iPhone и сегодня остаются стандартом для всех смартфонов.
Черная магия высоких технологий
Смартфоны упростили общение и доступ к любой информации, но вместе с тем в нашей жизни появились и тревожные тенденции. Открытость цифрового мира и безграничная свобода выбора, как ни странно, часто делают нас более черствыми и отчужденными.
В одном из эпизодов сериала The Orville экипаж корабля попадает на планету, где жизнь человека и его положение в обществе зависят от лайков и дизлайков окружающих, которые реагируют на любое его слово и действие.
И мы с каждым днем всё больше похожи на них.
Да, сравнение, может быть, не вполне корректное и грубое, но иногда кажется, что именно в такое откровенно реакционное общество нашу реальность превращают технологии. Когда мы формируем точку зрения по важным, сложным вопросам, то не утруждаем себя серьезным анализом явления, а прислушиваемся к гулу мнений, словам разного рода «экспертов с мировым именем», которые стремятся склонить чашу весов в ту или иную сторону.
Причем здесь смартфон, спросите вы? Простота оценки и игровая природа самого акта высказывания (ткни «палец вверх», шлепни смайлик) как бы снимают с нас ответственность за последствия. И пока мы лайкаем фотографии котиков или обсуждаем рецепты яичницы, это действительно не имеет большого значения. Но что, если речь зайдет о жизни человека? Как в этой ситуации поступит общество, привыкшее на любые вопросы отвечать «да» или «нет»?
Вряд ли нам следует немедленно возродить движение луддитов, свалить гаджеты в кучу и торжественно раздавить их паровым катком. Просто нужно критически относиться к любой информации, из каких бы источников она ни поступала. А с этим у человечества пока огромные проблемы — взять хотя бы фейк-ньюз и феномен постправды в целом. Мнение о том или ином явлении, персоне складывается на основе эмоциональной реакции массы на информацию, которая вполне может быть вымышленной, не соответствующей действительности. Но это уже никого не волнует.
Нужно больше магии!
Появление смартфона свело в одну точку двухсотлетнюю историю развития коммуникационных технологий и вычислительной техники. В наших карманах появилось устройство, выросшее из искрящих коробок с проводами и гигантских шкафов с бобинами магнитных лент. Оно сблизило людей, спасло миллионы жизней и изменило сознание человечества. Каким будет следующий шаг?
Производители мобильных устройств активно разрабатывают гибкие экраны, позволяющие развернуть смартфон чуть ли не в полноценный телевизор или в сердцах смять его и отправить в мусорку.
Дополненная реальность — еще одно направление, которое может перевернуть мир в ближайшие годы. Камера телефона, наведенная едва ли не на любой предмет или даже человека, даст вам исчерпывающую информацию о нем. Хотя пока самым известным достижением в этой области стала игра Pokémon Go, крупнейшие компании считают новое IT-направление одним из приоритетных. Например, Samsung недавно запатентовал очки дополненной реальности, которые будут работать в паре со смартфоном.
Очевидно, что эти устройства пришли надолго и в ближайшие годы останутся главным способом коммуникации человека с окружающим миром. Или даже заменят его полностью. Но это уже звучит как магия.
Телефон
История происхождения телефона начинается около 140 лет назад. В 70-е годы XIX века двое изобретателей Илайша Грей и Александр Грейам Белл, отдельно каждый друг от друга, придумали и разработали устройства, которые посредством электричества могли передавать речь. Впоследствии эти приборы назвали телефоном.
Оба они сразу же решили запатентовать свои изобретения и подали заявки в патентные бюро. Первым удалось получить патент Александру Грейаму Беллу, а Илайша Грей опоздал всего на несколько часов. Таким образом эти люди, вступив в юридическую схватку, начали борьбу за право получения звания «изобретатель телефона». Победителем сражения стал Александр Грейам Белл.
Основой электрических систем таких, как телеграф и телефон, являются провода. Александр Белл, изобретая телефон, стремился к усовершенствованию телеграфа, поэтому успех его изобретения вполне закономерен. Принцип его «гармонического телеграфа» был таков: по проводу одновременно можно было послать несколько сообщений, но только лишь в том случае, если способ их подачи отличался друг от друга.
Бостонский поверенный Гардинер Грин Хаббард, будущий тесть Белла, видя, насколько мощными стали исследования его будущего зятя в октябре 1874 года, оказал ему финансовую поддержку. К себе в помощники Белл нанял молодого электрика Томаса Уотсона, который выполнял самые различные работы.
Наконец, механизм устройства способного воспроизводить речь с помощью электричества был ими понят и осознан в мае 1875 года. Белл и его верный помощник Томас Уотсон доказали, что разные тона способны изменить силу электрического тока в проводе. Поэтому для достижения успеха им оставалось только создать рабочий передатчик, который бы имел мембрану, чувствующую изменения электронных потоков, и сконструировать приемник, который бы смог их воспроизводить в слышимых частотах.
Одной из значимых дат в истории изобретения телефона является 2 июня 1875 г. В этот день Александр, проводя эксперимент со своей техникой, обнаружил, что по проводу можно услышать звук. Он услышал звук часов. Созданный изобретателем Беллом первый телефон, был устройством, через которое при помощи электричества передавались звуки речи человека.
10 марта 1876 г. Беллом был достигнут самый большой успех. В этот день отмечали не только создание первого телефона, в этот день прощались с многократным телеграфом. Передача информации благодаря электричеству, когда можно было поговорить, сильно отличалась от прежней системы, где использовались точки и тире. В этот день, ставший знаменательным, Александр смог сообщить миру о великом изобретении. Он провел эксперимент с телефоном, который прошел очень успешно. Белл, с помощью трубки, разговаривал с Томасом Уотсоном – своим помощником, находившимся в соседней комнате. Слова, которые Белл произнес в трубку, стали известны всему миру: «Мистер Уотсон — идите сюда — я хочу Вас видеть».
От «говорящего телеграфа» до смартфона: Как менялись телефоны
В день рождения телефона 5-tv.ru вспоминает, когда создали и как менялось главное средство связи.
Первый телефон запатентовал Александр Белл 7 марта 1876 года. Тогда это был патент на «усовершенствованную модель телеграфа». Как менялось главное средство связи XXI века?
1876–1926: Разговор через оператора
Многочисленные споры, кто же изобрел телефон, ведутся и сегодня. В 1850-х Антонио Меуччи обнаружил возможность услышать человека на расстоянии с помощью электрогенератора и проводов. Он хотел показать эскиз «телектрофона», но у него не получилось. В 1876-м Александр Белл запатентовал «говорящий телеграф» и представил его на выставке в Филадельфии. Дальность приема связи достигала 500 метров. Телефон работал с помощью электромагнитной индукции, но не имел звонка — его создал помощник Белла Томас Джон Ватсон. Уже через год компания «Сименс и Гальске» разработала план телефонного аппарата с двумя трубками. Одна из них служила для приема сигнала, а другая передавала речь.
Один из первых телефонов представлял собой тяжелый ящик с имитирующим трубку рычагом. Фото: © Science Museum/globallookpress.com
К началу XX века телефонные станции обслуживали несколько миллионов абонентов. Человек крутил рычаг с током и так вызывал оператора. Оператор соединял человека с абонентом. После этого можно было начать разговор.
1926–1970: Дисковые телефоны
Появление автоматических телефонных станций (АТС) сократили число телефонисток. Первую станцию в СССР построили в 1926-м в Ростове-на-Дону.
В фильме «Москва слезам не верит» собственный телефон был признаком высокого статуса. Фото: kinopoisk.ru.
Телефоны изменились: на аппаратах появился дисковый круг для набора номера. А через несколько лет появились первые телефоны с кнопками. Также изобретатели добавили символы * и # для доступа к дополнительным возможностям.
1973–1990: Первые сотовые
Американский инженер и физик Мартин Купер в 1973-м позвонил по первому в мире сотовому телефону. Тогда телефон напоминал пластиковую коробочку. На доработку аппарата ушло десять лет. Первым сотовым телефоном называют модель Motorola DynaTAC 8000X. Телефон весил около килограмма, работал 35 минут в режиме разговора и стоил более трех с половиной тысяч долларов. Покупатели отмечали, что предпочли телефон равному по стоимости Ford Mustang.
Мартин Купер с первым в мире собственным телефоном. Фото: © Dane Andrew ZUMAPRESS.com/globallookpress.com
В России сотовая связь появилась в 1991-м. Лидерами продаж стали финские Nokia. Телефоны весили по три килограмма. Их покупали представители высшего класса общества.
1991–1994: Карманные телефоны
С появлением нового стандарта связи GSM все больше людей смогли позволить себе телефон. Распространение повлияло на модные тенденции: изобретатели уменьшали размеры портативных средств связи, занимались дизайном клавиатуры. Нил Папуорт в 1992-м отправил первую в мире SMS (Short Message Service — Служба коротких сообщений) и поздравил с Рождеством.
Nokia 2110 — один из первых сотовых телефонов, появившихся в России. Фото: globallookpress.com
Лицом времени в сфере телефонов стал выпущенный в 1994-м Nokia 2110. Покупатели вместе со средством связи получали будильник, калькулятор, секундомер.
1996–2000: Первые «раскладушки»
Изобретатели и техники экспериментировали с формой телефона. Первый в мире телефон-раскладушка Motorola StarTAC стал прорывом среди средств связи. Экран и динамик встроили в верхнюю крышку устройства, а клавиатура и микрофон — в нижнюю. Телефон стал портативным и помещался в карман!
Киану Ривз звонит по сотовому телефону в фильме «Матрица». Фото: kinopoisk.ru
Первый слайдер — Nokia 8110. Устройство из двух раздвигающихся половинок держал Киану Ривз в фильме «Матрица». А вот микс телефона и персонального компьютера Nokia 9000 создали в 1997-м. В телефон встроили раздвигающуюся QWERTY-клавиатуру.
2002–2007: Неубиваемые и стильные сотовые
В нулевые телефоны получили популярность. Между компаниями-производителями началась гонка за покупателей. На рынке появились причудливые формы телефонов. Устройства проигрывали музыку, показывали картинки, выходили в сеть. С добавлением камеры телефоны вступили на рынок фотоаппаратов.
«Неубиваемый» Nokia 3310, Nokia 5700 с функцией прослушивания музыки и «икона стиля» Motorola RAZR V3. Коллаж: 5-tv.ru
В 2002-м появился первый смартфон Nokia 9210. Коммуникатор работал в режиме многозадачности благодаря новой операционной системе Symbian OS. Передовые характеристики устройств обеспечивали популярность среди покупателей. Nokia 3310 назвали самым «живучим» телефоном благодаря надежному корпусу. Nokia 5700 стал гибридом телефона и MP3-плеера. А Motorola RAZR V3 назвали «иконой стиля».
2007–2019: Эра смартфонов
К середине «нулевых» первый сенсорный телефон уже продавали, а аппарат с функцией тачскрин (управление пальцами) вошел в обиход. Тем не менее, владелец телефона с сенсорным экраном управлял им с помощью палочки-стилуса или ногтя. В результате на стекле оставались царапины.
Стив Джобс на презентации компании Apple. Фото: Krista Kennell / ТАСС
Стив Джобс на презентации компании Apple в 2007-м показал миру iPhone. Джобс совершил революцию в мире смартфонов и ввел в моду большой экран и минимум кнопок, а все приложения пролистывал пальцем. Популярность iPhone помогла Apple стать первым в мире производителем портативной техники. Самые популярные операционные системы — iOS и Android OS. Владельцы смартфонов платят за покупки с экрана, общаются с друзьями и коллегами, читают новости и смотрят фильмы.