История связи. Рождение телевидения (XIX – начало ХХ вв.)

Введение

В данной работе проводится исследование и изучение научного материала о процессе появления и развития телевидения в XIX и начале XX столетий.
Актуальность этой темы обусловлена тем, что телевидение, которое сейчас в мире чрезвычайно распространено, прошло длительный и сложный путь развития от первых идей и технологий передачи движущегося изображения на расстояние до реальных применимых на практике механических и электромеханических устройств.
Также, актуальность обусловлена разработанностью этой темы в трудах научных исследователей.
Цель работы – выявить основные особенности процесса рождения телевидения в XIX и начале XX столетий.
Задачи работы:
Изучить процесс развития идей по передаче движущегося изображения на расстояние.
Изучить процесс изобретения фототелеграфа и проекты А. Бейна, Ф. К. Бэкуэлла, Д. Козелли и др.
Изучить первые телевизионные проекты, появившиеся в XIX и начале XX столетий.
Изучить процесс создания электромеханического телевидения.
Объект изучения – сущность процесса рождения телевидения в XIX и начале XX столетий.
Предмет изучения – особенности и аспекты процесса рождения телевидения в XIX и начале XX столетий.
При написании работы была использована современная научная литература. Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы.

1. Изобретение фототелеграфа: проекты А. Бейна, Ф. К. Бэкуэлла, Д. Козелли и др.

Процесс зарождения телевидения шел длительное время. Человечество, проходя определенные этапы своего развития, искало способы и возможности сохранять изображение и передавать его на расстояние. Первоначально, это привело к появлению и развитию живописи.
Человек замечал, что в природе существует такое явление, как отражение. Водная поверхность отражала окружающую природу и самого человека. Со временем, человек научился искусственно создавать поверхности, хорошо отражающие окружение. Было изобретено зеркало, металлическое и стеклянное. Эти изобретения расширяли кругозор человека и его понимание того, как устроена природа.
Со временем, было обнаружено, что с помощью системы зеркал можно передать изображение на определенное расстояние. Затем, было обнаружено, что если изображение поставить перед направленным источником света, то также получится отражение изображения на экране. Если, при этом, ограничить доступ другим источникам света, то это отражение будет лучше и четче видно.
Именно так был изобретен первые простейшие проекторы, «камеры обскуры», которые появились еще до нашей эры. Постепенно, технологии развивались, что привело к изобретению фотографии уже в современную эпоху. Фотографические технологии также развивались, была изобретена нитроглицерированая пленка.
Благодаря такой пленке позже появился кинематограф, в результате того, что братья Люмьер попытались проецировать на поверхность изображение с пленки со скоростью в десять кадров в секунду. Это позволило достичь эффекта движения. Кинематограф появился в 1897 г. Параллельно с ним развился и телеграф как способ передачи звуковых сигналов на расстояние.
В результате этих двух путей развития, начинались поиски способов передавать на расстояние телеграфным способом не только звука, но и изображения.
Первый запатентованный способ передачи изображения на расстояние появился задолго до появления кинематографа – в 1843 г. Патент был выдан на имя А. Бейна, англичанина. Способ передачи изображения был электрическим.
Бейн рассматривал изображение как совокупность маленьких разноцветных точек. Такое изображение можно разложить на эти отдельные точки, и при помощи электричества передать на расстояние эти точки, после чего собрать точки вместе в нужном порядке. Такой способ получил название развертки.
Приспособление Бейна состояло из пары платформ. На первой из них была помещена специальная сургучно-металлическая пластина, а под ней вырезанный из металла рисунок. На второй платформе находился лист бумаги, покрытый раствором.
Над платформами были установлены маятники, которые раскачиваясь из стороны в сторону и касались в первом случае сургучно-металлической пластины, во втором – листа бумаги. Когда маятники приводились в движение, они начинали синхронно перемещаться сначала в одну, затем в другую сторону, прощупывая точку за точкой. Каждый раз, когда маятник прочерчивал одну строку, платформы делали шаг вперед.
Важным элементом передающего устройства являлась сургучно-металлическая пластина. Она выглядела как прямоугольная рамка, набитая частями изолированной проволоки по 2,5 см. Такие части располагались параллельно и плотно прилегая друг к другу. Их оголенные на срезах торцы располагались с обеих сторон пластины. После того, как рама была залита жидким сургучом, и сургуч застыл, А. Бейн отполировал обе поверхности пластины, оставив на них только металлические вкрапления от отрезков проволоки.
После того, как сургучно-металлическая пластина накладывалась на изображение, через него пропускался электрический ток. А поскольку концы проволоки касались рельефных выступов изображения, они тоже оказывались под током. Когда первый маятник касался этих концов, он на мгновение замыкал электрическую цепь, ток передавался на второй маятник и, когда он касался бумаги, вступал в химическую реакцию с пропитавшим ее раствором

. Под влиянием электричества в местах касания маятника с бумагой раствор изменял свой цвет и на ней появлялось изображение.
Устройство Бейна на практике было использовать сложно, распространения оно не получило. Оно, в первую очередь, демонстрировало то, как электричество может быть использовано для передачи изображения на расстояние. Это дало толчок другим исследованиям, повлияло, в итоге, на изобретение телевидения.
Схожее по сути приспособление в 1848 г. было запатентовано Ф. К. Бэкуэлом, англичанином. В основе приспособления находился вращающийся цилиндр, с закрепленным на нем листом фольги. Вдоль цилиндра перемещался ползунок, который острым концом касался фольги и таким образом тоже строка за строкой прощупывал ее.
Через цилиндр шел ток, фольга была под током. В моменты, когда ползунок дотрагивался до фольги, цепь замыкалась. На приемном устройстве находился такой же ползунок и цилиндр, на котором помещался лист бумаги, пропитанный специальным раствором. Когда шел ток, раствор менял цвет и на бумаге проявлялся рисунок.
До конца XIX в. подобных проектов появилось несколько. Практическое применение первым из них получило приспособление итальянца Козелли. Он применялся и в Российской империи, в частности, на телеграфной линии между Петербургом и Москвой в 1866-68 гг.
2. Первые телевизионные проекты

Продолжались попытки от фототелеграфа перейти к полноценному телевидению, то есть, к передаче на расстояние движущегося изображения. Это требовало решения пяти задач:
разделения изображения на световые сигналы или на отдельные точки,
преобразования этих световых сигналов в электрические,
синхронизации таких электрических сигналов,
преобразования электрических сигналов обратно в световые сигналы,
восстановления из световых сигналов изначального изображения с выводом его на экран.
Различные изобретатели и ученые из разных стран пытались решить вышеперечисленные задачи, в том числе и из России. В решении первой задачи помогло открытие того, что в основе природы света лежит электромагнитное волновое излучение, а в основе зрения лежит раздражение сетчатки глаза светом.
Леблан М. в качестве приспособления для разверстки предлагал покачивающееся зеркало, Д. Л. Вейллер предлагал использовать зеркальный барабан, Л. М. Бриллюэн предлагал использовать линзовый диск. Немецкий изобретатель П. Нипков предлагал применять диск с расположенными на нем отверстиями небольшого размера. Такой диск действовал как сито, и дробил поток света на множество отдельных лучей. При вращении, отверстия в диске прочерчивали на экране тридцать строчек.
Диск Нипкова, в итоге, оказался прост в практическом применении. На его основе и осуществлялись первые телевизионные передачи во многих странах начиная с 1920-х гг. Такое вещание производилось на 30 строк, с помощью металлического диска диаметром до 30 см и скоростью вращения 750 оборотов в минуту.
С другой стороны, шли исследования того, как свет влияет на те или иные объекты окружающей природы, какие химические реакции происходят с разными веществами при попадании на них света.
Было обнаружено явление фотоэффекта. Это сделал француз А. Беккерель. Фотоэффект – электрические процессы, происходящие при поглощении в веществе светового излучения, приводящие к полному или частичному освобождению заряженных частиц. По сути, Беккерель нашел способ как преобразовать световые сигналы в электрические.
Ученый из Англии У. Смит занимался исследованиями химического элемента Селена. Было установлено, что селен реагирует на свет, и что с помощью него можно преобразовать световые сигналы в электрические. Первым с помощью селена по фототелеграфу передал изображение Ш. Бидэулл.
Качество передаваемого изображения было крайне плохим. Ученый из Германии А. Корн занимался исследованием этой проблемы, в результате чего он смог уменьшить влияние инерции селеновых элементов и создать более чувствительный фотографический приемник. Корн продемонстрировал свое устройство в 1902 г., и в 1904 г. оно было применено на практике.
Несмотря на то, что Б. Л. Розинг сумел вывести изображение на экран, ему не удалось передать его в движении. Характеризуя позднее те проблемы, с которыми ему пришлось столкнуться, он особо отмечал две: недостаточную чувствительность фотоэлемента и отсутствие необходимой синхронности действия передающего и приемного устройств.
К середине 20-х годов было опубликовано более 200 исследований, посвященных изучению селена. Их итоги подвели в 1918 г. в обощающей работе под названием «Селен». В результате было установлено, что хотя селен и способен изменять под влиянием света проводимость электрического тока боле чем в 20 раз, скорость этих изменений не успевала за скоростью развертки.
В связи с этим началось изучение фотоэлектрических свойств других веществ.
Еще одной важной проблемой, которую долго не могли разрешить исследователи, была проблема синхронизации в работе принимающего и передающего устройств.
Создавая свой проект П. Нипков предложил использовать для синхронизации процесса передачи и приема изображения тот метод, который к середине 80-х годов XIX в