„Még broadcastingnak hívták, s nagyon sok pénzbe került,
Mikor az első szpíker izgatottan a mikrofonhoz ült.
Érces hangja felszárnyalt és messzire repült,
És egy hallgatóban megszólalt: - A próba sikerült!”

LGT Szól a rádió

A rádió az egyik dolog, ami mozgatja a világot

A cím bizonyítására elég felsorolni az ide kapcsolódó cikkeket, melyeket ezen a weboldalon találnak:

Mobil generációk, adatátvitel, GPS, GSM, HDTV, Sony Ericsson, Wi-fi.

És még nem is írtam le mindent, ami rádióhullámokkal működik, hiszen ide tartozik például a mikrohullámú sütő, a radar, az orvosi rövidhullámú kezelés és a rádió csillagászat is.

A rádióhullámok közelebbről:

Az 1800-as évek előtt úgy gondolták, hogy az elektromosság, a mágnesesség és a fény három különböző dolog.

James Clerk Maxwell (balra) figyelme 1860-ban Michael Faraday elektromos kísérletei felé fordult. Faraday ekkor fedezte fel az elektromos generátor és motor lényegét: egy mágneses térben forgó fémlemez elektromos áramot hoz létre, és a változó elektromos áram megváltoztatja a mágneses teret - ez pedig végső soron mozgást hozhat létre.

Maxwell elhatározta, hogy matematikailag leírja a kapcsolatot az elektromosság és a mágnesesség között.

1864-re négy egyszerű összefüggést állapított meg, amik leírták az elektromos és mágneses terek viselkedését és kölcsönhatásukat. Maxwell rájött, hogy az energiának ezek csupán különböző megjelenési formái, ezért ezt elektromágneses energiának nevezte el.

Maxwell tovább dolgozott a négy egyenlettel, felismerte, hogy ha az elektromos tér elegendően gyorsan változik, a keletkező elektromágneses hullámok képesek arra, hogy elektromos vezeték nélkül, az üres térben is terjedjenek. Ez volt az első sejtés a rádióhullámok létezéséről. Kiszámolta a terjedési sebességet is, és ez jó egyezést mutatott az akkoriban már ismert fénysebesség értékével. Maxwell ebből arra következtetett, hogy a fény is valójában elektromágneses hullám, és csupán egy apró szelete a hatalmas és folytonos elektromágneses spektrumnak (alul).

Maxwell előre megsejtette azt is, hogy az elektromágneses spektrum további részeit is fel fogják fedezni. Ez alapján már nem meglepő, hogy 1896-ban Wilhelm Röntgen felfedezte a később róla elnevezett röntgensugarakat.

1888-ban Heinrich Hertz, Maxwell egyenletei és leírása alapján kísérletezni kezdett azzal, hogy vajon az elektromágneses hullámok képesek-e a térben terjedni, elektromos vezeték nélkül. Létrehozta és érzékelte az első mesterségesen létrehozott rádióhullámokat.

(A fenti spektrumból kiemelném, hogy az ember ebből egy kis szeletet közvetlenül képes érzékelni: az infravöröset, mint hőt, a fényt, amit látunk, és az ultraibolyát, amely bőrünk lebarnulását okozza.)

Ezután a világ egymástól távoli pontjain egyszerre kezdtek rádióhullámok kibocsátásával és vételével kísérletezni.

- Nikola Tesla fedezte fel a földelést, amely megnövelte a hatótávolságot.

- Alexander Sztyepanovics Popov (1859-1905) orosz tudós 1895. május 7-én Péterváron az orosz fizikusok társulatának bemutatta a rádiót (antenna és vevőkészülék) és 60 méter távolságra morzejeleket továbbított. A találmányt katonai titokká nyilvánították, ezért nem jelenthette be, így előzte meg Marconi. Egy közelgő viharban a bekapcsolva maradt vevőkészülékével vette a vihar elektromágneses kisüléseit, így készített viharjelző készüléket.

- Guglielmo Marconi (1874-1937) olasz feltaláló nevéhez fűződik a drótnélküli távíró feltalálása. Bár előtte bemutatta hasonló kísérletét Popov, Oliver Lodge (1894), Jagadis Bose Indiából (1895), de Marconi jegyeztetett be először szabadalmat rá 1896. július 2-án. Az első drót nélküli berendezést a Marconi Telegraph Co. Ltd. állította fel Wight szigeten (Anglia). Később a transzatlanti rádiózás lett a fő célja. Dél-Angliában, Poldhulban felállított egy minden eddiginél erősebb állomást és 1901 novemberében St. Johnsban (Új-Foundland, Kanada) felépített egy vevőállomást, amelyet ma Signal Hillnek neveznek. 1901. december 12-én vette az első morzejeleket (egy S betűt, három rövid leütés a morze billentyűn) az óceán túlpartjáról, Cronwallból. 1909-ben (Braunnal megosztva) Nobel-díjat kapott. Karl Ferdinánd Braun német fizikus, egyetemi tanár volt a katódsugárcső feltalálója.

- Sir John Ambrose Fleming (1849-1945) angol elektromérnök, fizikus, a Marconi-társaság fizikai tanácsadója kifejlesztette a két elektródás elektroncsövet, amit vákuum diódának, Fleming-csőnek neveztek el. 1904-ben először alkalmazta az elektroncsövet rádiódetektorként. Felfedezte a detektoros rádiót (jobbra).

- A vákuum diódát aztán Lee de Forest (1873-1961) amerikai fizikus fejlesztette tovább. 1905-ben megalkotta a triódát, amely képes a gyenge jelek erősítésére.

- Alexander Meissner osztrák technikus nevéhez fűződik az úgynevezett Meissner-oszcillátor feltalálása. Így 1913-tól lehetővé vált a stabil frekvencián való rádiótávközlés kifejlesztése. Ő találta fel és alkalmazta először a rádiótechnikában a szuperheterodin elvet. (Ezzel a rádiók pontosabban választhattak csatornát, és tisztább, erősebb lett a hang is.)

Azt talán mindenki tudja, hogy a hullámoknak rezgésszámuk van. A másodpercenkénti rezgések számát hertznek hívják. A rádióhullámok a 3 Hz és 300 GHz közötti tartományt ölelik fel.

Kisugárzásukhoz és vételükhöz antennára van szükség.

Az első antennát Hertz építette, és már ő is a sugárzó dipól antennát egy parabola alakú reflektor fókuszpontjába helyezte.

Az antenna lényegét a fenti detektoros rádió rajzán láthatjuk. A rádióban van egy rezgőkör (egy tekercs, és egy változtatható kondenzátor), és a tekercs mellett egy másik tekercs (induktív csatolás), amely egyik végén az antennához, másik végén a földeléshez csatlakozik. Ha a rezgőkörben változó irányú áram folyik, azt a kapcsolt antenna kisugározza (adás), és fordítva, a térben terjedő elektromágneses hullámok az antennában rezgéseket keltenek, ami átkerül a rezgőkörbe (vétel).

Az antennák kiépítésüktől függően lehetnek irányfüggők, (mint a parabola antennák, amelyek egy bizonyos irányból vesznek jelet, más irányból nem), és iránytól függetlenek, mint a mobiltelefonok antennái. (A kis maroktelefonunk belsejében is ott lapul egy kis antenna).

Ma már egy város légi felvételén jellemző az antenna- rengeteg, amely a különböző TV- és rádióműsorok vételére szolgál. Vannak muzeális értékű antennák is, mint a Lakihegyi adótorony (balra), amelyet a 80-as években bontásra ítéltek, de társadalmi szervezetek tiltakozása nyomán ma ipari műemléknek számít. A 314m magas szivar alakú torony 1933-as építésekor Európa legmagasabb építményének számított, a rajta üzemelő 120 kW-os adó pedig a világ élvonalába tartozott. Tömege 280 tonna, függőleges helyzetét 8 db 220m hosszú 70 tonnával feszítő kötél biztosítja, melyek mindegyike egy-egy 88 tonnás betontömbbe kapaszkodik. Az antenna földelését a torony körül kb. 100.000 m2-en a talajba süllyesztett réz-vezetékhálózattal oldották meg. Az antenna műszakilag legérdekesebb része a talpcsukló (jobbra). A vasszerkezet teljes tömegét két, egymással szembe fordított, különleges szilárdságú porcelán csonka kúp és az ezekre ágyazott acél félgömbök tartják. A mindössze 9cm vastag, üreges kerámiadarabok a súlyterhelés felvétele mellett a kellő villamos szigetelést is biztosítják. A hangoló cső végén, vagyis az antenna legtetején egy nagyjából kosárlabda méretű üreges acélgömb helyezkedik el. Az 1968-as felújításkor ezt a gömböt újra cserélték és a – villámcsapások által alaposan kilyuggatott – régit a budapesti Postamúzeumban állították ki.

A rádiók kezdetben hosszú- és középhullámon üzemeltek. A rövidhullám a rádióamatőrök birodalma (leginkább azért, mert ez a hullám visszaverődik a légkörben, így körül tudja járni a Földet, távoli elérést biztosítva ezzel). Jobb minőségű adások sugárzásához a 100 MHz körüli frekvenciákra volt szükség (URH). Az adók nagy része ma is ezt használja. Ha veszünk egy rádiót, az azon lévő AM jelölés (amplitúdó modulált) a középhullámot, az FM (frekvencia modulált) az ultrarövid hullámot jelenti.

A rádióhullámok azonban ma már elenyésző részben a műsorszórást szolgálják. Ahogy a cikk elején is írtam, az élet szinte minden területén ott vannak. A rádió- és TV adások mellett ezzel működik a mikrohullámú sütő, a szobán belüli hordozható telefon, a kapunyitó távvezérlője, a GPS, ami egyre gyakoribb az autókban is, vagy a wi-fi, amivel épületek internet lefedettségét lehet biztosítani.

Érdekes alkalmazás a rádiócsillagászat, és a Földön kívüli élet kutatása is.

A rádiócsillagászat az égi objektumok rádió- frekvenciás kibocsájtását vizsgálja. Ez a sugárzás ugyanis nagyobb áthatoló képességű, mint a fény, így lehetőség van például egy csillagköd mögötti galaxis megfigyelésére is.

A Földön kívüli élet kutatása pedig azon alapul, hogy az emberi civilizáció néhány évtizede mesterséges rádióhullámokat bocsájt ki az űrbe. (A rádió- és TV- műsorok a világűrbe is kisugárzódnak.) Így logikus feltételezni, hogy egy másik civilizációról is terjedhetnek hasonló hullámok, amiket felfogva hírt kaphatunk róluk. Ez a kutatás a SETI, amelybe bárki bekapcsolódhat. Óriás rádió- antennák, és nagy érzékenységű vevők figyelik az égboltot, a jelek elemzését pedig önkéntesek végzik, mind abban a reményben, hogy ő fedezi fel egy idegen civilizáció üzenetét.

Nos, azt hiszem, nem túloztam a címmel. A rádióhullámok valóban civilizációnk meghatározóan fontos részei. Alkalmazásuk annyira sokrétű, hogy átszövi egész életünket, minden napunkat, bár legtöbbször tudomást sem veszünk róla.

Szép időben minden műsor tisztán fogható,
És a programban a régi dal is újra hallható

LGT Szól a rádió