Aleksandr Stepanovich Popov

Efter at have taget eksamen fra fakultetet for fysik og matematik på universitetet i Sankt Petersborg i 1882, forblev Popov på universitetet for at forberede sig på videnskabeligt arbejde. Han underviste i fysik og elektroteknik på mineofficersskolen fra 1883 til 1901 og på den tekniske skole for flådeadministrationen i Kronstadt fra 1890 til 1900. I 1901 blev han professor i fysik ved det elektrotekniske institut i Sankt Petersborg, som han blev direktør for i 1905. Popov blev tildelt titlen som æreselektroingeniør i 1900 og blev i 1901 æresmedlem af det russiske tekniske selskab.

Popovs tidligste forskning var viet til en analyse af dynamoelektriske maskiners mest effektive ydeevne (1883) og til Hughes-induktionsvægten (1884). Efter udgivelsen af H. Hertz’ arbejde om elektrodynamik i 1888 påbegyndte han en undersøgelse af elektromagnetiske fænomener og holdt en række offentlige foredrag: “Recent Investigations of the Relationship between Light and Electric Phenomena” (Nylige undersøgelser af forholdet mellem lys og elektriske fænomener). I et forsøg på at finde en måde at demonstrere Hertz’ eksperimenter effektivt foran et stort publikum påtog han sig at konstruere en egnet detektor af de elektromagnetiske bølger, der blev udstrålet af Hertz’ oscillator.

Ved bevidst om flådens behov for et middel til trådløs signalering helligede Popov sig i begyndelsen af 1890’erne problemet med at bruge elektromagnetiske bølger til transmission af signaler. Hans søgen efter en løsning på dette problem foregik i to faser: for det første blev der fundet en tilstrækkelig følsom detektor for elektromagnetiske bølger; for det andet blev der udviklet et apparat, der pålideligt kunne registrere de elektromagnetiske bølger, der blev udstrålet af Hertz-oscillatoren. Popov valgte som detektor den detektor for radiobølger, der blev udviklet af den franske fysiker E. Branley og senere kaldt en kohærer. Kohæreren bestod af et lille glasrør, der havde to elektroder i enderne og var fyldt med metalspåner. Når elektromagnetiske bølger virkede på kohæren, faldt filamenternes elektriske modstand drastisk, og kohærens følsomhed blev reduceret. Følsomheden kunne dog genoprettes ved at ryste kohæreren let. Efter en række omhyggelige eksperimenter lykkedes det Popov at gøre kohæreren til en tilstrækkelig følsom og praktisk detektor for elektromagnetiske bølger. Den anden fase blev afsluttet i begyndelsen af 1895 med konstruktionen af en “anordning til detektion og registrering af elektriske svingninger” – dvs. en radiomodtager (figur 1). Apparatet bestod af følgende komponenter, som var forbundet i serie: en kohærer; et polariseret relæ, som lukkede kredsløbet i en elektrisk klokke; og et batteri, som leverede en jævnstrøm. Når kohærens modstand faldt under påvirkning af elektromagnetiske bølger, satte relæet den elektriske klokke i gang. Klokkens hammer slog først på klokken og derefter på kohæreren. Hammerens slag rystede kohæreren, som derved blev bragt tilbage til sin følsomme tilstand. Umiddelbart efter at have modtaget et elektromagnetisk signal var kohæreren således klar til at modtage et andet signal.

Figur 1. Skematisk diagram over A. S. Popovs radiomodtager: (M) og (N) holdere, hvor kohæren er ophængt med en let spiralfjeder; (A) og (B) kohærens platinplader; (P-Q) elektrisk batteri, hvorfra der konstant tilføres spænding til platinpladerne gennem det polariserede relæ

I foråret 1895 byggede Popov en følsom, pålideligt fungerende modtager, der var egnet til trådløs signalering, eller radiokommunikation. Som sender brugte han en modificeret Hertz-oscillator, der blev exciteret af en Ruhmkorff-spole. Til enderne af oscillatorens stænger fastgjorde han metalplader, der var 40 cm store i kvadrat. Signaliseringen blev foretaget af en kontakt i Ruhmkorff-spolens forsyningskredsløb. De første radiokommunikationsforsøg blev udført i fysiklaboratoriet og derefter i haven på mineofficersskolen. Ved disse forsøg registrerede modtageren radiosignaler fra en sender på op til 60 m afstand. Under eksperimenterne bemærkede Popov, at afstanden for pålidelig modtagelse kunne øges ved at tilslutte en lodret leder, eller antenne, til modtageren. På et møde i fysikafdelingen i det russiske fysisk-kemiske selskab den 25. april (7. maj 1895) holdt han et oplæg om sin opfindelse af et trådløst kommunikationssystem og demonstrerede systemets funktion. En rapport om hans artikel blev offentliggjort i avisen Kronshtadtskii vestnik den 30. apr. (12. maj) 1895. En rapport udkom også i 1895 i Zhurnal Russkogo fiziko-khimicheskogo obshchestva (vol. 27, nummer 8, fysikdel) og i 1896 i samme tidsskrift (vol. 28, nummer 1, fysikdel).

Ved sine eksperimenter i 1895 fandt Popov ud af, at hans modtager også reagerede på lynudladninger. Han konstruerede derfor et særligt apparat, der på et bevægeligt papirbånd optog de signaler, der blev frembragt af den elektromagnetiske stråling fra tordenvejr. Dette apparat, der senere blev kendt som en stormindikator, blev brugt af Popov i 1895 og 1896 til at studere atmosfæriske interferensers karakter. Popovs modtager og stormindikator er bevaret i det centrale kommunikationsmuseum i Leningrad.

Fra 1895 til 1896 arbejdede Popov på forbedringer af de apparater, han havde bygget; han holdt også foredrag og gav demonstrationer af apparaternes funktion. Ved eksperimenter i Kronstadt-havnen i foråret 1897 lykkedes det ham at etablere radiokommunikation over en afstand på 600 m. Ved eksperimenter udført på skibe i sommeren samme år opnåede han en afstand på 5 km. Under disse forsøg opdagede Popov, at metalskibe påvirker udbredelsen af elektromagnetiske bølger, og han foreslog en metode til at finde retningen til en fungerende sender. I sine eksperimenter i 1897 benyttede han sig af elektromagnetiske bølger med bølgelængder, der ligger på grænsen mellem decimeter- og meterområdet.

Popov gennemførte i samme periode undersøgelser af røntgenstråler. Han var den første i Rusland til at tage røntgenfotografier af genstande og af menneskelige lemmer.

I 1899 opdagede Popovs assistenter P. N. Rybkin og D. S. Troitskii kohærens detektoreffekt. Baseret på denne effekt byggede Popov en “hovedtelefon-meddelelsesmodtager” til auditiv modtagelse af radiosignaler. For denne opfindelse fik han russisk patent nummer 6066 i 1901. Denne type modtager blev fremstillet fra 1899 til 1904 i Rusland og af firmaet Ducreté i Frankrig; den blev i vid udstrækning anvendt til radiokommunikation. I begyndelsen af 1900 blev Popovs apparat anvendt til kommunikation under bjærgningen af vraget af panserskibet General Admiral Apraksin nær øen Gogland og ved redningen af fiskere, der var blevet ført ud på havet på en isflage. I dette tilfælde nåede transmissionsafstanden op på 45 km. I 1901 opnåede Popov en afstand på 148-150 km. under faktiske forhold på skibet.

Popovs arbejde blev højt værdsat af sine samtidige i Rusland og i udlandet. F.eks. blev hans modtager tildelt en guldmedalje på den internationale tekniske kongres i Paris i 1900. Popovs præstationer fik særlig anerkendelse i et dekret fra Ministerrådet i Sovjetunionen i 1945. Dekretet udråbte den 7. maj til radiodag og indførte A. S. Popovs guldmedalje, som skulle uddeles af Sovjetunionens videnskabsakademi for fremragende forskning og opfindelser inden for radioområdet. De institutioner, der er blevet opkaldt til ære for A. S. Popov, omfatter kommunikationsskolen i Kronstadt, den højere søfartsskole i Leningrad, Odessa Electrotechnical Institute of Communications, det centrale museum for kommunikation og det videnskabelige og tekniske selskab for radioteknik, elektronik og kommunikation. Den gade, hvor Popov boede i Leningrad, er også blevet omdøbt efter ham.