Aleksandr Stepanovich Popov

Efter att ha utexaminerats från fakulteten för fysik och matematik vid Sankt Petersburgs universitet 1882, stannade Popov kvar vid universitetet för att förbereda sig för vetenskapligt arbete. Han undervisade i fysik och elektroteknik vid minofficersskolan 1883-1901 och vid marinförvaltningens tekniska skola i Kronstadt 1890-1900. Han blev 1901 professor i fysik vid det elektrotekniska institutet i S:t Petersburg, som han blev direktör för 1905. Popov tilldelades titeln hedersingenjör i elektroteknik 1900 och blev 1901 hedersmedlem i Ryska tekniska sällskapet.

Popovs tidigaste forskning ägnades åt en analys av den mest effektiva prestandan hos dynamoelektriska maskiner (1883) och åt Hughes induktionsvåg (1884). Efter publiceringen av H. Hertz arbete om elektrodynamik 1888 påbörjade han en studie av elektromagnetiska fenomen och gav en serie offentliga föreläsningar, ”Recent Investigations of the Relationship between Light and Electric Phenomena”. I ett försök att hitta ett sätt att effektivt demonstrera Hertz’ experiment inför en stor publik åtog han sig att konstruera en lämplig detektor för de elektromagnetiska vågor som utstrålades av Hertzoscillatorn.

Väl medveten om flottans behov av ett medel för trådlös signalering ägnade sig Popov i början av 1890-talet åt problemet med att använda elektromagnetiska vågor för överföring av signaler. Hans sökande efter en lösning på detta problem skedde i två steg: för det första hittades en tillräckligt känslig detektor för elektromagnetiska vågor, för det andra utvecklades en anordning som på ett tillförlitligt sätt kunde registrera de elektromagnetiska vågor som utstrålades av Hertz-oscillatorn. Popov valde som detektor den detektor för radiovågor som utvecklats av den franske fysikern E. Branley och som senare kallades koherer. Koheraren bestod av ett litet glasrör som hade två elektroder i ändarna och som fylldes med metallfilspån. När elektromagnetiska vågor påverkade koherern minskade filamentens elektriska motstånd drastiskt och kohererns känslighet minskade. Känsligheten kunde dock återställas genom att man skakade koherern lätt. Efter ett antal noggranna experiment lyckades Popov göra koherern till en tillräckligt känslig och praktisk detektor för elektromagnetiska vågor. Den andra etappen avslutades i början av 1895 med konstruktionen av en ”anordning för upptäckt och registrering av elektriska svängningar” – det vill säga en radiomottagare (figur 1). Apparaten bestod av följande komponenter, som var kopplade i serie: en koherator, ett polariserat relä, som stängde kretsen i en elektrisk klocka, och ett batteri, som levererade likström. När koherens motstånd minskade under inverkan av elektromagnetiska vågor aktiverade reläet den elektriska klockan. Klockans hammare slog först på klockan och sedan på koherern. Hammarens slag skakade om koherern, som därmed återgick till sitt känsliga tillstånd. På så sätt var koherern omedelbart efter att ha tagit emot en elektromagnetisk signal redo att ta emot en annan signal.

Figur 1. Schematisk bild av A. S. Popovs radiomottagare: (M) och (N) hållare från vilka koheraren är upphängd med hjälp av en lätt spiralfjäder; (A) och (B) koherarens platinaplattor; (P-Q) elektriskt batteri, från vilket spänning ständigt tillförs platinaplattorna genom det polariserade reläet

Under våren 1895 byggde Popov en känslig, tillförlitligt fungerande mottagare som var lämplig för trådlös signalering, eller radiokommunikation. Som sändare använde han en modifierad Hertz-oscillator som exciterades av en Ruhmkorffspole. Till ändarna av oscillatorns stavar fäste han metallplåtar som var 40 cm stora i kvadrat. Signaliseringen skedde med hjälp av en omkopplare i Ruhmkorffspolens matningskrets. De första radiokommunikationsförsöken genomfördes i fysiklaboratoriet och sedan i trädgården till minofficersskolan. Vid dessa försök upptäckte mottagaren radiosignaler från en sändare på upp till 60 meters avstånd. När Popov utförde experimenten märkte han att avståndet för tillförlitlig mottagning kunde ökas genom att ansluta en vertikal ledare, eller antenn, till mottagaren. Vid ett möte med fysikavdelningen i det ryska fysikalisk-kemiska sällskapet den 25 april (7 maj) 1895 höll han ett föredrag om sin uppfinning av ett trådlöst kommunikationssystem och demonstrerade systemets funktion. En rapport om hans uppsats publicerades i tidningen Kronshtadtskii vestnik den 30 april (12 maj) 1895. En rapport publicerades också 1895 i Zhurnal Russkogo fiziko-khimicheskogo obshchestva (vol. 27, nummer 8, fysikdel) och 1896 i samma tidskrift (vol. 28, nummer 1, fysikdel).

Under sina experiment 1895 upptäckte Popov att hans mottagare reagerade även på blixturladdningar. Han konstruerade därför en särskild anordning som på ett rörligt pappersband spelade in de signaler som producerades av den elektromagnetiska strålningen från åskväder. Denna anordning, som senare blev känd som en stormindikator, användes av Popov 1895 och 1896 för att studera karaktären hos atmosfäriska störningar. Popovs mottagare och stormindikator finns bevarade i Centralmuseet för kommunikationer i Leningrad.

Från 1895 till 1896 arbetade Popov med förbättringar av anordningar som han hade byggt; han höll också föreläsningar och gav demonstrationer av anordningarnas funktion. Vid experiment i Kronstadts hamn våren 1897 lyckades han upprätta radiokommunikation över ett avstånd på 600 m. Vid experiment på fartyg sommaren samma år uppnådde han ett avstånd på 5 km. Under dessa försök upptäckte Popov att fartyg av metall påverkar de elektromagnetiska vågornas utbredning, och han föreslog en metod för att hitta riktningen till en fungerande sändare. I sina experiment 1897 använde han sig av elektromagnetiska vågor med våglängder som låg på gränsen mellan decimeter- och meterområdet.

Popov genomförde undersökningar av röntgenstrålar under samma period. Han var den förste i Ryssland som tog röntgenfotografier av föremål och av mänskliga lemmar.

År 1899 upptäckte Popovs assistenter P. N. Rybkin och D. S. Troitskii koherens detektoreffekt. Baserat på denna effekt byggde Popov en ”hörlursbudskapsmottagare” för auditiv mottagning av radiosignaler. För denna uppfinning beviljades han 1901 det ryska patentet nummer 6066. Denna typ av mottagare tillverkades 1899-1904 i Ryssland och, av företaget Ducreté, i Frankrike; den användes i stor utsträckning för radiokommunikation. I början av 1900 användes Popovs apparat för kommunikation under avlägsnandet av vraket av järnplattan General Admiral Apraksin nära ön Gogland och vid räddningen av fiskare som hade förts ut i havet på ett isflak. I detta fall uppgick överföringsavståndet till 45 km. År 1901 uppnådde Popov ett avstånd på 148 till 150 km under verkliga förhållanden ombord på fartyget.

Popovs arbete värderades högt av sina samtida i Ryssland och utomlands. Till exempel tilldelades hans mottagare en guldmedalj vid den internationella tekniska kongressen i Paris 1900. Popovs prestationer fick ett särskilt erkännande i ett dekret från Sovjetunionens ministerråd 1945. Genom dekretet proklamerades den 7 maj som radiodagen och A. S. Popovs guldmedalj inrättades, som skulle delas ut av Sovjetunionens vetenskapsakademi för framstående forskning och uppfinningar inom radioområdet. De institutioner som har fått namn till A. S. Popovs ära är bland annat kommunikationsskolan i Kronstadt, Högre marinskolan i Leningrad, Odessas elektrotekniska institut för kommunikation, Centralmuseet för kommunikation och Vetenskapliga och tekniska sällskapet för radioteknik, elektronik och kommunikation. Gatan där Popov bodde i Leningrad har också fått ett nytt namn efter honom.