电报和电话是如何发明的?
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发布时间：2022-04-23 14:02
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时间：2023-09-09 03:11
19世纪上半叶，由于电学研究的开展和电磁方面的新发现，社会上激起了广泛的热情，急切希望把这些科学成果应用于生活和生产中。其中电报和电话的发明和改进，尤其具有突出而深远的影响。
首先发明了电磁式有线电报。早在18世纪初，当格雷发现电传导性后，人们就开始探索如何用电进行通信，许多方案被提了出来，有的还试着实践一番。例如：1774年瑞士有一位工程师叫勒萨奇，利用摩擦起电，实现了最早的有线电通信。1787年西班牙的贝坦考特用莱顿瓶实现了电报传递。1809年法国人赛梅林发明电化学电报机，通过电解的气泡来反映传递的信号。然而，由于传递速度太慢，信号不够准确，这些努力都没有取得成功。
19世纪二三十年代发现了电磁感应，做成了电磁铁，当时的条件就不同了。许多人在不同的地方，不约而同地提出了用电磁效应传递电报的各种方法，纷纷宣布发明了有线电报。
有趣的是，物理学家和工程师提出的许多方案大多因不满足实际需要而被淘汰，真正经得起考验的却是一位不懂电学的画家莫尔斯（S.Morse）所发明的电磁式电报机。莫尔斯电报机并没有什么深奥的原理，可贵的是这位发明者的探索精神和执著追求。
在他之前，著名物理学家安培（A.M.Ampere）曾建议用磁针的偏转指示信号。26根导线对应26个字母，磁针放在接收一端的字母旁边，信号电流通过导线，磁针就偏向一定的方向，指示出电报中相应的字母。1832年，*人希林根据这一建议，发明了一台用6个磁针的偏转来表示字母的磁针式电报机，并用6根导线把收、发两端联接起来，在两座大楼间成功地进行了信号传递。
1833年，又有两位物理学家高斯（J.K.F.Gauss）和韦伯（W.Weber）合作，做成磁强计电报机。他们只用了两根导线和一个磁针就实现了信号的传递，可以远距离地传递电报。但也只能在实验中作表演用，仍无实用价值。
真正具有实用价值的是美国人莫尔斯1837年发明的电磁式电报机。莫尔斯青年时代到欧洲学绘画，1832年在返回美国的轮船上，偶然在聊天中听到同船旅客杰克逊谈起电磁铁的神奇功能，他非常感兴趣。当他得知电流可经导线以极快的速度传导，立即想到能否用电流传递信息。尽管自己的电学和机械方面的知识很贫乏，仍决心投身于试制工作。他虚心向化学家盖尔和电学家亨利请教，坚持不懈，亲自动手做各种试验。1837年终于做成了第一台实用的电磁式电报机。开始，他用三种符号代表数字或字母：产生电火花、不产生电火花和电火花间隔的长短这三种情况代表三种符号。这三种符号的适当组合就代表数字或字母。
后来他又发明了一套用点和线代表字母和数字的符号，这就是一直使用至今的莫尔斯电码。
1840年，莫尔斯的电报机取得专利。后来又几经周折，取得美国国会的资助，在华盛顿和巴尔摩之间架设了一条相距64千米的试验性电报线路。1844年5月24日终于成功地拍发了第一份长途电报。莫尔斯从外行变成了内行，成为一名电报专家了。
电话的发明要晚一些。但是它的萌芽却比电报还早。据文献记载，1684年，英国物理学家胡克曾在英国皇家学会作了一次关于通讯的演讲。他提出经远距离传输话音的建议。他说，他曾用一根拉紧的导线传送话音，相距200米可以听到耳语声。把距离加大10倍，可能还会听到。
1837年，美国医生佩济发现一种现象：当铁的磁性迅速改变时，会发出一种悦耳的声音。经过反复试验，发现声音的响度随磁性变化的频率变化。这一新现象引起了大家的注意，很多人重复他的实验。
1844年发明电报，许多人希望运用电报的原理来传递话音。有人建议，用一只活动磁盘，当人靠近磁盘说话，同时让磁盘连续地接通和切断电源时，就可以使一定距离之外的另一只磁盘产生完全相同的振动。大约在1860年，德国的赖斯第一次用电发送了一段音乐。他把自己的装置称为“telephone”（电话）。赖斯的发送器中装有用薄羊膜做成的膜片，安有铂接点，接点上安一只铂针起调节作用。接收器中有一只电磁铁，是用一根编织用的钢针绕上导线做成，装在一块发音板上，发送器和接收器都跟电源串联。当接通发送器的接点时，膜片振动，产生间隙电流。电流传到接收器，磁针长度发生变化，发音板振动发出声音。
1875年，有两个美国人同时在研究电话传输的方法。一个叫格雷，他的方法跟赖斯差不多，不同的是在薄膜上加一根小铁杆，铁杆的另一端浸入电解液中，充当电解液的电极。当声音激励膜片时，小铁杆振动，电极在电解液中的深度忽大忽小地变化，电流也跟着变化。电解液的办法固然巧妙，使用起来却很麻烦，因此需要改进。正当格雷提出改进计划时，另一位美国人捷足先登，做出了比较理想的送话器。他就是著名的发明家贝尔（A.G.Bell）。贝尔是声学专家，祖传三代都献身于聋哑人的教育事业。1874年，他想到用电磁感应的方法把声音变成电信号，可是接收到的电流可能太弱，没有成功的把握。
1875年6月2日下午，贝尔和他的助手沃森正在从事电报机的研究，一个偶然的事件使他们发现了解决问题的关键。当时他们两人分在两间屋子里联合做实验。沃森看管的电报机上的一个弹簧突然被磁铁吸上了。沃森把吸住的弹簧拉开。这时正在另一间房子里的贝尔发现那里的电报机发出连续的颤声，原来这台电报机的弹簧也开始了颤动。细心的贝尔立即抓住了这个偶然事件，他想，如果对着铁片讲话，声音就会引起铁片振动。如果在铁片后面放有绕着导线的磁铁，铁片振动时，就会在导线中产生忽大忽小的感应电流。这个感应电流顺着电路传送到对方，使另一个块磁铁做同样的振动。这样，声音就可以从一方传到另一方了。贝尔把这个想法告诉沃森，两人立即开始行动起来，经过一段时间的安装和试验，终于研究出了一种新型的能传话的设备，这就是电话机。
