What is radio? Что есть радио?
Unit 5. Radio
Лексика
by means of – посредством, при помощи
to require – требовать
transmitting antenna – передающая антенна
receiving antenna – приёмная антенна
to amplify – усиливать
to contain – содержать, состоять
current – ток
to induce – вызывать, индуцировать, производить
Earth’s surface – поверхность Земли
to allow – позволять
to set up – устанавливать
collapse – разрушение
coil – обмотка, катушка
reasoning- рассуждение, обоснование, причина
disturbance – возмущение
circuit – электрическая цепь, схема, колебательный контур
equation – уравнение
to verify – подтверждать
Text
Radio is a form of communication in which intelligence is transmitted without wires from one point to another by means of electromagnetic waves. Early forms of communication over great distances were the telephone and the telegraph. They required wires between the sender and receiver. Radio, on the other hand, requires no such physical connection. It relies on the radiation of energy from a transmitting antenna in the form of radio waves. These radio waves, travelling at the speed of light (300000 km/sec.), carry the information. When the waves arrive at a receiving antenna, a small electrical voltage is produced. After this voltage has been suitably amplified, the original information contained in the radio waves is retrieved and presented in an understandable form. This form may be sound from a loudspeaker, a picture on television, or a printed page from a teletype machine. The principles of radio have been demonstrated in the early 1800s by such scientists as Michael Faraday and Joseph Henry. They had individually developed the theory that a current flowing in one wire could induce (produce) a current in another wire that was not physically connected to the first.
In fact, the radio waves travel in a straight line, but they are reflected from the back to the earth’s surface. This is how radio waves travel around the world. You have heard on the radio of “long-wave transmissions” and “short-wave transmissions”. In fact, there are two ceiling in the sky, not solid ceiling like the ceiling in the room, but more like nets which allow some radio waves to pass through them and reflect others. The lower ceiling is called “Heaviside layer”. This reflects long waves. Short waves are reflected by the higher ceiling, called “Appleton layer”. Radio transmitters can also send out ultra-short waves. These waves pass through both layers in the sky but are useful for communication with spaceships and can even be used to send sound to very long distances when they are reflected from satellites in space.
Hans Christian Oersted had shown in 1820 that a current flowing in a wire sets up magnetic field around the wire. If the current is made to change and, in particular, made to alternate (flow back and forth), the building up and collapsing of the associated magnetic field induces a current in another conductor placed in this changing magnetic field. This principle of electromagnetic induction is well known in the application of the transformer, where an iron core is used to link the magnetic field of the first wire or coil with a secondary coil. By this means voltages can be stepped up or down in value. This process is usually carried out at low frequencies of 50 or 60 Hz (Hertz, or cycles per second). Radio wave, on the other hand, consists of frequencies between 30 kHz and 300 GHz (1 GHz=1 billion Hz).
In 1864, James Clerk Maxwell published his first paper that showed by theoretical reasoning that an electrical disturbance that results from a change in an electrical quantity such as voltage or current should propagate (travel) through space at a speed of light. He postulated that light waves were electromagnetic waves consisting of electric and magnetic fields. In fact, scientists now know that visible light is just a small portion of what is called the electromagnetic spectrum, which includes radio waves, X-rays and gamma rays.
Heinrich Hertz, in the late 1880s, actually produced electromagnetic waves. He used oscillating circuits (combinations of capacitors and inductors) to transmit and receive radio waves. By measuring the wavelength (designated by the Greek lower-case letter lambda) of the waves and knowing the frequency of oscillation (f), he was able to calculate the velocity (v) of the waves using the equation v=f (lambda). He thus verified Maxwell theoretical prediction that electromagnetic waves travel at the speed of light.
It apparently did not occur to Hertz, however, to use electromagnetic waves for long-distance communication. This application was pursued by Marconi in 1885, he produced the first practical wireless. In 1896 he received from the British government the first wireless patent. In part, it was based on the theory that the communication range, increases substantially as the height of the aerial (antenna) is increased. A. S. Popov, a Russian inventor, constructed a coherer detector for the study of lighting dischargers and his receiver was described in 1895.
The first wireless telegraph message across the English Channel was sent by Marconi in March 1899. The use of radio for emergencies at sea was demonstrated soon after by Marconi’s wireless company. (Wireless sets had been installed in lighthouses along the English coast, permitting communication radios aboard nearly ships). The first transatlantic communication which involved sending the Morse-code signal for the letters was sent on Dec. 12, 1901 from Cornwall England, to Saint John’s, Newfoundland, where Marconi had set up receiving equipment.
Текст
Радио – это вид связи, при котором информация передается без проводов из одной точки в другую с помощью электромагнитных волн. Ранними видами связи на большие расстояния были телефон и телеграф. Для них требовалось наличие проводов между отправителем и получателем. Радио, напротив, не требует никакого физического соединения. Оно основано на излучении энергии предающей антенной в виде радиоволн. Радиоволны, распространяющиеся со скорость света (300000 км/с), переносят информацию. Когда они достигают приемной антенны, на нее наводится небольшое напряжение. После усиления этого напряжения, информация, содержащаяся в радиоволнах, извлекается и преобразуется в понятную для человека форму — звук громкоговорителя, телевизионное изображение, печатная страница телетайпа. Принципы работы радио были продемонстрированы в начале 19 века учеными Майклом Фарадеем и Джозефом Генри. Они независимо друг от друга разработали теорию о способности тока, текущего по одному проводу, наводить ток в другом проводе, физически не связанном с первым.
На самом деле, радиоволны распространяются прямолинейно, однако они отражаются от поверхности Земли и таким образом могут распространяться по всему миру. Вы знаете о существовании «длинноволновых передач» и «коротковолновых передач». В небе есть два «потолка», не твердые, как в комнате, а скорее похожие на сети, позволяющие одним радиоволнам проходить через них и отражающие другие. Нижний «потолок» называется слоем Хевисайда. Он отражает длинные волны. Короткие волны отражаются «потолком», расположенным выше – слоем Эпплтона. Радиопередатчики также могут излучать ультракороткие волны. Они проходят сквозь оба слоя и применяются для связи с космическими кораблями. Также могут быть использованы для передачи звука на очень большие расстояния при условии наличия спутников, отражающих их.
Ганс Христиан Эрстед в 1820 году показал, что ток, протекая по проводнику, создает вокруг него магнитное поле. Если ток изменяется или колеблется (протекает попеременно в двух противоположных направлениях), соответствующие изменения магнитного поля создают ток в другом проводнике, помещенном в этом поле. Это явление – электромагнитная индукция – широко известно как основа работы трансформаторов, где железный сердечник используется для связи магнитного поля одной катушки с другой катушкой. Таким способ можно повышать или понижать значение напряжения. Этот процесс обычно осуществляется на низких частотах — 50 или 60 Гц. (Герц, или колебаний в секунду). Радиоволны же находятся в диапазоне между 30 кГц и 300 ГГц (1 ГГц = 1 миллиард Герц).
В 1864 году Джеймс Клерк Максвелл опубликовал свою первую работу, теоретически обосновывающую, что возмущение электрических процессов, вызванное изменением напряжения или тока, распространяется в пространстве со скоростью света. Он утверждал, что световые волны являются электромагнитными, состоящими из электрического и магнитного полей. Сегодня ученым известно, что видимый свет занимает узкую полосу спектра электромагнитных колебаний, включающего радиоволны, рентгеновские и гамма-лучи.
Генрих Герц в конце 80х годов 19 века получил электромагнитные волны. Он использовал колебательные цепи (комбинации емкости и индуктивности) для передачи и приема радиоволн. Измерив длину волны (обозначается строчной греческой буквой лямбда) и зная частоту колебаний, он рассчитал скорость распространения волн по уравнению v = f * lambda. Таким образом, он подтвердил предсказание Максвелла о том, что электромагнитные волны распространяются со скоростью света.
Однако, Герц не использовал электромагнитные волны для связи на большие расстояния. Такое их применение было осуществлено Маркони в 1885 году, он сконструировал первый радиопередатчик. В 1896 получил от правительства Британии первый патент. Его разработка была основана на предположении, что зона покрытия возрастает с увеличением высоты подвеса антенны. Русский изобретатель А. С. Попов сконструировал когерер для изучения грозовых разрядов. Его приемник был описан в 1895 году.
Первое телеграфное сообщение, доставленное без помощи проводов, было отправлено Маркони через Ла-Манш в марте 1899 года. Использование радио в чрезвычайных ситуациях на море было продемонстрировано вскоре после этого (приемопередающие станции были установлены на маяках вдоль побережья Англии, что позволило осуществлять связь с кораблями). Первая трансатлантическая передача была произведена 12 декабря 1901 года – сообщение было закодировано азбукой Морзе и передано из графства Корнуолл в город Сент-Джонс, Канада, где Маркони установил приемное оборудование.
Questions
What is radio? Что есть радио?
Radio is a form of communication in which intelligence is transmitted without wires from one point to another by means of electromagnetic waves. Радио – это вид связи, при котором информация передается без проводов из одной точки в другую с помощью электромагнитных волн.
2) At what speed do radio waves travel? С какой скоростью распространяются радиоволны?
Radio waves travel at the speed of light (300000 km/sec). Радиоволны распространяются со скоростью света (300000 км/с)
3) Are the ultra-short eaves reflected by any of the atmosphere’s layers? Отражаются ли ультракороткие волны от какого-нибудь слоя атмосферы?
No, the pass through both layers. Нет, они проходят через оба слоя.
4) Who predicted that the electromagnetic waves travel at the speed of light? Кто предсказал, что электромагнитные волны распространяются со скоростью света?
James Maxwell did it. Джеймс Максвелл.
5) And who proved it practically by measuring the wavelength and counting the speed? И кто подтвердил это опытным путем, измерив длину волны и рассчитав скорость?
Heinrich Hertz did it. Генрих Герц.