Джон Флеминг, сотрудник компании Эдисона в Лондоне, тоже изучал причины отложений на стенках лампы с 1883 по 1896 год. Потом он занялся другой работой и вернулся к этой теме только в 1904 году, будучи научным консультантом компании Маркони. Для приема радиоволн требовался детектор, и Флеминг предложил использовать те самые лампы Эдисона. При этом он обнаружил, что при протекании через нить накаливания переменного тока ток, снимаемый с дополнительного электрода, всегда остается постоянным. В заявке на патент Флеминг назвал такую лампу колебательным вентилем (это был прообраз вакуумного диода), а в 1905 году описал свои эксперименты в статье для Королевского научного общества.
Но вентиль, хотя и выглядел перспективным, все еще был слишком примитивным для практического применения, и руководство компании Marconi порекомендовало изобретателю отказаться от дальнейшей работы в этом направлении.
В результате плодами работы Флеминга воспользовался другой изобретатель — выпускник Йельского университета Ли де Форест, который с 1900 года без особого успеха экспериментировал с различными детекторами. Летом 1905 года де Форесту попал в руки журнал «Труды Королевского общества» со статьей Джона Флеминга, посвященной колебательному вентилю. Осенью этого же года де Форест заказал несколько реплик прибора Флеминга — с латунным цоколем, угольной нитью и никелевой пластиной в качестве второго электрода. В декабре он уже подал заявку на патент «статического вентиля для беспроводного телеграфа», а чуть погодя- еще одну, на прибор под названием «аудион». Однако, несмотря на некоторые отличия, это были всего лишь небольшие модификации вентиля Флеминга.
А вот следующее изобретение Ли де Фореста было полностью его собственным, и именно оно принесло ему мировую славу и звание «отца радиовещания». После множества неудачных экспериментов изобретатель решил вставить между нитью накаливания и пластиной никелевую зигзагообразную нить, которую он назвал сеткой. Подавая на эту нить положительный потенциал, можно было разгонять поток электронов с нити накаливания, попадающий на пластину, а отрицательный потенциал «закрывал» вентиль. Хотя сам изобретатель имел весьма туманное представление о принципах, лежащих в основе работы прибора (его теории позднее оказались ошибочными), лампа де Фореста, в отличие от вентиля Флеминга, позволяла не только детектировать, но и усиливать сигнал. Так был изобретен триод, положивший начало новой отрасли техники — электронике.
Ли де Форест — аудион, триод и радио.
Ли де Фо́рест (англ. Lee De Forest; 26 августа 1873, Каунсил-Блафс, штат Айова — 30 июня 1961, Голливуд, штат Калифорния, США) — американский изобретатель, имеющий на своём счету 180 патентов на изобретения. Де Форест изобрёл триод — электронную лампу, которая принимает на входе относительно слабый электрический сигнал и затем усиливает его. Де Форест является одним из отцов «века электроники», потому что триод помог открыть дорогу широкому использованию электроники.
Интересы Фореста к беспроводной телеграфии привели его к изобретению триода (аудиона) в 1906 году, и на его основе он разработал более совершенный приёмник для беспроводного телеграфа. В это время он был членом профессорско-преподавательского состава Арморовского технологического института, в настоящее время это часть Иллинойского технологического института. Сначала он подал патент на двухэлектродное устройство для обнаружения электромагнитных волн, вариант вентиля Флеминга, изобретённого двумя годами ранее. Новшество де Фореста состояло в том, что он применил диод для обработки сигнала, а вентиль Флеминга использовался в силовых цепях. Аудион имеет уже три электрода: анод, катод и управляющую сетку, что позволяет ему не только детектировать, но и усиливать принятый радиосигнал.
В 1904 году передатчик и приёмник Де Фореста, первые в своём роде, были установлены на борту парохода Хаймун, зафрахтованного газетой Таймс.
Де Форест, однако, неправильно понимал принципы работы своего изобретения, за него это сделали другие. Он утверждал, что работа устройства основана на потоке ионов, который создаётся в газе, и предупреждал, что нельзя откачивать газ, создавая в лампе вакуум. Поэтому его первые прототипы аудиона никогда не давали хорошего усиления. Другой американский изобретатель Эдвин Армстронг первым корректно объяснил работу аудиона, а также усовершенствовал его таким образом, что он реально стал давать усиление сигнала.
18 июля 1907 года де Форест сделал первое сообщение корабль-берег с паровой яхты Тельма. Сообщение обеспечило быструю передачу точных результатов ежегодной парусной регаты Межозёрной Ассоциации яхтсменов. Сообщение было принято его ассистентом Франком Бутлером в Монровилле, штат Огайо в павильоне Фокс Док, расположенном на острове Южный Басс на озере Эри.
Форесту не нравился термин «беспроводной», и он выбрал и ввёл новое название «радио».
Де Форест изобрёл аудион в 1906 году, доработав диодный детектор на вакуумной лампе, незадолго до того изобретённый Джоном Флемингом. В январе 1907 года он подал патентную заявку на аудион, а в феврале 1908 года получил патент США номер 879532. Устройство назвали лампой де Фореста, а с 1919 года стали называть триодом.
Новизна Фореста по сравнению с ранее изобретённым диодом заключалась в том, что он ввёл третий электрод — сетку, между катодом (нитью накала) и анодом. В результате триод или трёхэлектродная вакуумная лампа мог служить усилителем электрических сигналов или, что не менее важно, в качестве быстрого (для своего времени) электронного переключательного элемента, т.е. мог применяться в цифровой электронике (компьютерах). Триод имел жизненно важное значение в разработке протяжённых трансконтинентальных линий телефонной связи, в радарах и других радиоустройствах. Триод был важнейшим изобретением в электронике в первой половине XX века, начиная от появления радио в 1890-х годах трудами Николы Теслы, Александра Попова, Гульельмо Маркони и вплоть до изобретения транзистора в 1948 году.
Один из основателей квантовой механики Луи де Бройль скажет в 1956 году:
« . Это великое открытие сослужило службу не только технике. И не только, подчеркнём это, анализу работы устройств такого рода, не только всё более глубокому изучению динамики электронов. Оно оказало неоценимую услугу электронике как науке и значительно способствовало её развитию; кроме того, оно предоставило всем работникам лабораторий во всех отраслях науки приборы, ставшие сегодня необходимыми вспомогательными средствами в их исследованиях. Таким образом, это великое изобретение, независимо от его бесчисленных технических применений, стало одним из крупнейших факторов прогресса чистой науки в течение последнего полувека. / Сказанного, на мой взгляд, достаточно, для того чтобы понять, почему не только инженеры и техники, но также физики и специалисты всех отраслей науки должны сегодня все вместе выразить Ли де Форесту своё почтение, а также свою признательность и своё восхищение. »
Форесту приписывают рождения общественного радиовещания, после того, как 12 января 1910 он провёл экспериментальное вещание части живого исполнения оперы "Тоска", а на следующий день — спектакля с участием итальянского тенора Энрико Карузо со сцены в театре Метрополитен-Опера в Нью-Йорке.
В 1910 году Форест переехал в Сан-Франциско на работу в Федеральной Телеграфной Компании, которая в 1912 году начала разработку первой глобальной системы радиосвязи.
В 1913 году Генеральный прокурор Соединённых Штатов предъявил иск де Форесту в мошенничестве, заявив от имени его акционеров, что его заявка на принцип регенерации является "абсурдным" обещанием (позднее он был оправдан). Не имея средств платить по счетам адвокатов, Форест продал свой патент на триод компаниям AT&T и Bell Systems в 1913 году за 50 тысяч долларов.
Форест подал ещё одну заявку на изобретение метода регенерации в 1916 году, что стало причиной продолжительной судебной тяжбы с плодовитым изобретателем Эдвином Армстронгом, чья заявка на этот же метод была подана на два года раньше. Тяжба длилась двенадцать лет, пройдя извилистыми путями через апелляционные процессы и дойдя в конечном итоге до Верховного Суда. Верховный Суд вынес решение в пользу Фореста, хотя многие историки считают это решение ошибочным.
В 1916 году на радиостанции 2XG в Нью-Йорке Форест сделал по радио первую рекламу (своей продукции), а также первый радиорепортаж с президентских выборов Вудро Вильсона. Спустя несколько месяцев Форест перенёс свой ламповый передатчик на мост High Bridge в Нью-Йорке. Подобно Чарльзу Герольду из Сан-Хосе, штат Калифорния, который вёл радиовещание с 1909 года, Форест получил лицензию на экспериментальное радиовещание от департамента торговли, но, как и Герольд, прекратил радиовещание в апреле 1917 года, когда США вступили в первую мировую войну.
Волею судеб инженер Ли де Форест оказался причастен к становлению «важнейшего из искусств»
Если бы Ли де Форест (1873-1961) изобрел только триод, лампу с анодом, сеткой и катодом, то и этого вполне хватило бы для того, чтобы войти в историю компьютеров. Ничего более эффективного, чем триод, для аппаратной реализации на элементарном уровне функций булевой алгебры так и не было придумано. Кроме этого изобретения в деятельности де Фореста была еще одна немаловажная страница. Он много лет проработал в Пало-Альто, в том самом месте, откуда пошла Кремниевая Долина. Работая в Федеральной телеграфной компании, де Форест сотрудничал со Стэнфордским университетом и способствовал проведению в нем исследований, связанных с электроникой; в своей домашней лаборатории он впервые применил триод для усиления звука. Благодаря де Форесту и его сподвижникам и последователям отрезок побережья от Сан-Хосе до Пало-Альто стал тем, чем он является сегодня.
Вначале лампа-триод имела плоскую сетку и была вовсе не вакуумной, а газонаполненной. Де Форест назвал свое детище Audion, он получил на нее патент в 1907 году, а несколько раньше, 20 октября 1906 года, им был продемонстрирован предшественник триода — двухэлектродный элемент. Может быть, поэтому де Фореста нередко называют изобретателем электронной лампы, но это не точно. В действительности лампа с двумя электродами была изобретена в 1904 году британским ученым Джоном Флемингом, который использовал диод для конвертирования переменного тока в постоянный. И здесь мы можем наблюдать обычную для технической истории цепочку преемственности. Флеминг впервые с практической целью применил диод в качестве силового элемента. Де Форест пошел дальше, он использовал диод, а в последующем триод, как устройства для обработки сигналов. Вскоре и у самого де Фореста появились преемники, заметные улучшения в триод внесли немецкие инженеры, они предложили цилиндрическую сетку из перфорированного листа алюминия, а затем в 1912 году был создан вакуумный триод. Не обошлось и без эксцессов. Построенный де Форестом в 1912 году первый ламповый автогенератор не был вовремя запатентован, и когда в 1915 году он подал заявку, то неожиданно обнаружилось, что в 1913 году это устройство уже запатентовал некто Говард Армстронг. Тяжба с ним продолжалась до 1934 года, победил де Форест, но все же в радиотехнике принято считать изобретателем этого устройства Армстронга.
Что же касается приложений триода, то, применяя его в передатчиках, приемниках и усилителях, де Форест стал подлинным пионером радиосвязи, однако, увы, не ее изобретателем, хотя более 50 лет он без какого либо успеха оспаривал право на изобретение радио. В какой-то мере его претензии можно понять: разработанные им электронные устройства были намного эффективнее искровых передатчиков Маркони и приемников, в которых использовались устройства наподобие когерера Попова. Автору более чем 300 патентов, весьма удачливому предпринимателю было обидно, что слава изобретателя радио досталась итальянскому и русскому инженерам, а не ему, ведь к беспроволочной телеграфии де Форест шел долго и упорно, а его приборы были совершеннее. Багаж знаний был обеспечен тем, что в 1893-м де Форест закончил Йельский университет, в 1899 году защитил диссертацию, в которой исследовал особенности распространения электромагнитных волн. Поучив опыт практической работы, в 1902 году он образовал компанию Forest Wireless Telegraphy Company и добился больших практических результатов. В частности, в 1904 году он налаживал работу радиосвязи на Военно-морском флоте США, в 1908-м начал вещание с Эйфелевой башни (дальность передачи — около тысячи километров), в 1910-м — передал по радио концерт Энрико Карузо в Нью-Йорке.
Много сделал де Форест и для кино. Он первым в 1920 году предложил оптический способ записи звуковой дорожки на кинопленку, и всю оставшуюся долгую жизнь он прожил и проработал в Голливуде.
Поделитесь материалом с коллегами и друзьями