أصول الاتصال اللاسلكي عبر الموجات الكهرومغناطيسية

لفهم أي شيء فهماً حقيقياً، يجب علينا تتبع أصوله. وينطبق الأمر ذاته على الاتصال عبر الموجات الكهرومغناطيسية — فمن خلال النظر إلى هذا التاريخ، نعمّق فهمنا للاتصال اللاسلكي الذي أصبح الآن في كل مكان حولنا.
كان هرتز أول من أثبت أن الموجات الكهرومغناطيسية يمكنها الانتقال عبر الهواء، ومع ذلك لم يكن هو نفسه يعتقد أن لهذا الاكتشاف أي قيمة عملية. كان ماركوني هو من اغتنم هذه الظاهرة الفيزيائية المُغفلة، وبدءاً من الصفر، جعل الاتصال الراديوي حقيقة خطوة بخطوة.

أولاً: نقطة الانطلاق: قراءة تجارب هرتز، تتشكل الفكرة

كان ماركوني شابًا إيطاليًا في أوائل العشرينات من عمره عندما قرأ عن تجارب هيرتز بفجوة الشرارة: لحظة التفريغ تولد موجات كهرومغناطيسية، يمكن اكتشافها عن بُعد بواسطة حلقة استقبال.
(المقال الأصلي يحتوي على صورة هنا.)
في ذلك الوقت، كانت التلغراف السلكي قد نضج بالفعل، لكن عيبه الرئيسي كان واضحًا: كان لا بد من مد الأسلاك، وكان من المستحيل تمديدها عبر الجبال والبحار، وكانت الخطوط عرضة للانقطاع.
كوّن ماركوني فرضية جريئة: بما أن الموجات الكهرومغناطيسية يمكنها الانتقال دون أسلاك، فلماذا لا نحمّل شفرة مورس الخاصة بالتلغراف السلكي على الموجات الكهرومغناطيسية، ونتخلص من الأسلاك النحاسية، ونرسل إشارات التلغراف عبر الهواء؟
بدت هذه الفكرة غير عملية لكثير من علماء ذلك العصر. اعتقد العديد من العلماء أنه بما أن الموجات الكهرومغناطيسية تنتقل في خطوط مستقيمة والأرض كروية، فإن الاتصال بعيد المدى كان ببساطة مستحيلًا.

ثانيًا. التجارب الأولية في المنزل (1895)

أقام ماركوني جهازه في علية ممتلكات عائلته:
  • المرسل:
  • المستقبل:
في البداية، كانت مسافة الاتصال بضع عشرات من الأمتار فقط. واصل ماركوني التجربة والتحسين:
  1. أضاف هوائيات معدنية إلى كل من جهاز الإرسال والاستقبال، ورفعها عالياً؛
  2. وصل أحد طرفي جهاز الإرسال بالأرض، مستخدماً الأرض كمسار عودة؛
  3. قام بتعديل بنية المكشاف المتماسك المصنوع من المسحوق المعدني لتحسين حساسية الاستقبال.
سرعان ما زادت المسافة إلى 2.7 كيلومتر، وأصبح من الممكن استقبال الإشارات حتى عبر التلال. لقد أثبت ماركوني بنجاح أن الموجات الكهرومغناطيسية يمكنها حمل الإشارات حول العوائق.
إعداد اتصال لاسلكي مبكر مع جهاز إرسال وأجهزة استقبال مُسمّاة، تبث موجات راديوية مرئية.

ثالثاً. البحث عن الدعم، الانتقال إلى بريطانيا

قدم ماركوني اقتراحه إلى الحكومة الإيطالية لكنه لم يحظ باهتمام كبير. في عام 1896، أخذ معدات تجاربه إلى بريطانيا وتقدم بطلب للحصول على براءة اختراع الراديو.
كانت بريطانيا في ذلك الوقت تمتلك صناعة بحرية مزدهرة، ومع ذلك لم تكن السفن في البحر تمتلك أي اتصال سلكي — فالسفينة التي تتعرض للخطر لم تكن قادرة على طلب المساعدة — لذلك كانت هناك حاجة ماسة إلى تقنية اللاسلكي. مُنح براءة اختراع ماركوني دون صعوبة.
في عرض عام في بريطانيا، نجح في تحقيق اتصال لمسافة عدة كيلومترات، وفاز باستثمار، وأسس شركة لاسلكية. واصل تحسين معداته، واستمرت مسافة الاتصال في الزيادة.
في عام 1899، حقق ماركوني اتصالاً عبر القناة الإنجليزية، حيث أرسل إشارة من فرنسا إلى بريطانيا عبر 45 كيلومتراً من البحر. بحلول ذلك الوقت، أصبح التلغراف اللاسلكي ذا قيمة عملية حقيقية، وبدأت السفن في تركيب معدات راديو ماركوني.

رابعاً. الإنجاز التاريخي: التلغراف اللاسلكي عبر الأطلسي (1901)

في ذلك الوقت، كان الرأي السائد يعتقد أن الموجات الكهرومغناطيسية تنتقل في خطوط مستقيمة، وبما أن الأرض كروية، فإن الموجات ستتطاير إلى الفضاء بعد بضع مئات من الكيلومترات — مما يجعل الإرسال عبر الأطلسي مستحيلاً.
أصر ماركوني على المحاولة. أقام هوائي استقبال في نيوفاوندلاند، كندا، وبنى محطة إرسال عالية القدرة في كورنوال، إنجلترا.
في 12 ديسمبر 1901، نجح في استقبال إشارة مورس المرسلة عبر المحيط الأطلسي: حرف S (···).
لأول مرة في تاريخ البشرية، تحقق الاتصال اللاسلكي عبر المحيط دون أي سلك.
لم يفهم الناس إلا لاحقاً أن الموجات الكهرومغناطيسية تنعكس بواسطة الغلاف الأيوني في الغلاف الجوي وتنتقل على طول انحناء الأرض. أكمل ماركوني هذه التجربة العظيمة دون أن يعرف حتى مبدأ الغلاف الأيوني.
موجات راديوية تُرسَل من محطة، وتنعكس بواسطة الغلاف الأيوني، وتُستقبَل بواسطة محطة أخرى.

خامسًا: التطبيقات اللاحقة والجدل

انتشر راديو ماركوني بسرعة، وزُوِّد عدد كبير من السفن العابرة للمحيطات بمحطات لاسلكية. اعتمدت السفينة الشهيرة تيتانيك على راديو ماركوني لإرسال إشارات الاستغاثة، مما ساعد في إنقاذ الأرواح.
ملاحظة سريعة: في الوقت نفسه تقريبًا، كان ألكسندر بوبوف الروسي أيضًا يبحث في الراديو بشكل مستقل، وهناك خلاف حول من ينبغي أن يُنسب إليه الفضل في الاختراع. لكن ماركوني هو أول من حقق النشر الهندسي بعيد المدى والترويج التجاري.

ملخص

لم تكن مساهمة ماركوني الجوهرية اكتشاف الموجات الكهرومغناطيسية، بل نقل منطق الترميز الناضج للتلغراف السلكي إلى الموجات الكهرومغناطيسية — من خلال التحسين المستمر للهوائي ونظام التأريض وكاشف المتماسك، لتحويل ظاهرة مخبرية إلى أداة اتصال يمكن استخدامها تجاريًا عبر مسافات طويلة.
اتصل بنا
اترك معلوماتك وسنتصل بك.
cellphone
WhatsApp
Wechat
Email