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谍战片里的莫尔斯码和继电器的渊源

发布时间:2019/3/11 22:03:42     浏览次数:100

谍战片里的莫尔斯码和继电器的渊源

我们塑料配电箱中常用的继电器其实就是个电磁铁,其原理大致如下



  线圈电源部分的开关闭合,电磁铁有磁性,把蓝色铁板吸下来,设备回路被接通,被控制端的电源连接上小灯泡,灯泡就亮了。
  线圈电源部分的开关打开,电磁铁失去了磁性,蓝色铁板在弹簧带动下,回到常闭触点,断开设备回路,小灯泡就灭了。

  原理就是这么简单,可继电器这东西刚发明出来却不是控制灯泡的,而是传递信息的,咋回事呢?大家都看过谍战片,里面少不了秘密电台,一个头戴耳机的发报员手里按着一个小开关,嘀嘀嘀嘀……一封封秘密电文发送了出去。

我们对莫尔斯密码这个词也不陌生,谍战片里也少不了通过敲击水管传递消息的桥段,可这跟继电器有何关联呢?继电器可是最早在发报机上使用的,且听我慢慢道来。

  1791年,塞缪尔•莫尔斯出生在美国的马萨诸塞州,他的早期职业是一名画家,跟工科完全没有交集。
  1832年,他参加了邮轮旅行团,出海的过程中遇到了大风浪,大家吐得胆汁都出来了,莫尔斯也不舒服,就问船长:“大哥,这遇到风浪,船有危险了可怎么办啊?”船长说:“我们这行,就是靠天吃饭。你看这苍茫大海,四顾无人,遇到危险也是叫天天不应,叫地地不灵,求救无门啊!”莫尔斯想想也真是,就继续去栏杆那里呕吐了。
  回到船舱,莫尔斯碰到一个叫杰克逊的医生,也是一位电学博士,刚刚参加完在巴黎举办的电学研讨会。两个人聊天的过程中,杰克逊谈起了电磁感应现象,没想到莫尔斯一个文科生对这个工科问题特别好奇,急忙请教杰克逊什么是电磁感应。杰克逊为莫尔斯详细解释了这个原理,还用随身携带的设备为莫尔斯演示,铁块上缠绕上电线,通电之后铁块就有了磁性,可以吸住铁屑。
  莫尔斯被这个神奇的现象吸引了,又向杰克逊咨询了很多关于电的问题,接下来几个晚上,他都辗转反侧,难以入眠,仔细考虑电磁铁的神奇:通电有磁性,断电磁性立刻消失。速度那么快,利用这些不就可以用电传递信息了么?
  这次邮轮之旅为莫尔斯打开了一扇新世界的大门,这位已经不惑之年,在艺术上颇有成就的绘画教授决定不走寻常路,开始发明用电传递信息的新方法——电报!
  一个画家想在电学方面搞发明创造,难度是可想而知的,就像我一个理工科宅男想把文字组织好,也是绞尽脑汁。
  莫尔斯在技术探索之路上遇到了命中贵人,继电器的发明人——著名的美国科学家约瑟夫·亨利(1797-1878)。
  这个帅老头比法拉第更早发现了电磁感应现象,也就是我们去年说过的怦然心动的赶脚。
  亨利制成了强电磁铁,为电动机的改造奠定了基础;他还发现了自感现象,什么是自感,咱们后面有空再扒。他从1867年起至1878年担任美国科学院院长,相当于我们的中科院院长。为了纪念约瑟夫·亨利,自感系数和互感系数的单位便以“亨”命名。
  经过亨利院长的点拨,莫尔斯逐步掌握了电磁学的知识,莫尔斯还向其他人虚心求教,终于制作出了电报机,还发明了著名的莫尔斯电码,用点、横和时间间隔代表26个英文字母和10个阿拉伯数字。一点就是继电器的线圈开关闭合较短时间,上面的灯泡亮的时间也很短,一横就是继电器的线圈开关闭合较长的时间,上面的灯泡亮较长的时间,短和长是1:3的比例。然后在各个字母和单词之间有固定的时间停顿,也就是继电器不带电,这样就可以通过灯泡的亮和灭,即回路的通和断,加上通和断的时间,来表示一段报文了。
  1844年5月24日,是世界电信史上光辉的一页。在美国国会大厅里举行了一次隆重的电报机通信实验活动。莫尔斯接通电源,怀着激动无比的心,举着颤抖的手向巴尔的摩发出了人类历史上的第一份电报:“上帝创造了何等奇迹!”莫尔斯的电报终于成功了!

  塑料配电箱里常见的继电器成就了电报机,成就了莫尔斯。从此拉开了通讯历史上新的篇章。


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