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你能看上电视,得好好感谢圆盘

武飞扬头像
科普中国
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自从电视出现以来,人们的娱乐方式发生了巨大的变化,也永远地改变了人们的生活。起先是黑白电视,接着是彩色电视,然后从球面电视变成平面电视,再变成投影电视、液晶电视、3D电视。而如今,我们还可以在手机、iPad和笔记本电脑上观看直播的电视节目。

然而,令人惊讶的是,所有这些技术变革的最初来源可以追溯到一个看起来十分简陋的玩意儿。是的,它看起来就像个玩意儿。

难以明确的电视发明人

人类远距离快速传送信息的愿望由来已久,电报迈出了第一步。进而,人类又希望能够直接传送声音和图像,广播和电视就是实现这一愿望的产物。

从广播电视技术发明的进程可以看出,传送声音和传送图像的实验是同步进行的,有时图像的实验还走在前面。只是因为传送图像在技术上要复杂一些,电视的播出才比广播电台晚了好些年。

电视的实验是从19世纪就开始的。在电视诞生的过程中,有许多科学家都作出了重要贡献,以至于我们很难确切地说出谁才是电视的发明人。在这一过程中,最重要的是机械电视和电子电视两个实验阶段。

人们通常把1925年10月2日英国科学家约翰·洛吉·贝尔德在一次实验中“扫描”出木偶的图像看作是电视诞生的标志,然而,有人早在40多年前就完成了电视原理的构思。他就是德国工程师保罗·尼普科夫。

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保罗·尼普科夫

电视传播原理的基础

1860年,保罗·尼普科夫出生于波莫瑞地区的小城劳恩堡。在他生活的那个年代,正是电气技术迅猛发展的时期。电灯和有轨电车取代了古老的油灯、蜡烛和马车,电话已出现并渐渐得到普及,海底电缆连通了欧洲和美洲。这一切给人们的日常生活带来了极大的方便,但当时谁也没有想到无线电波也可以用来传播声音,更难以想象无线电波还能传送图像。

家乡对于尼普科夫来说太小了,于是他来到柏林,学习、研究物理和电工学。那时,由于电话已成为人们熟悉的通信工具,电可以传播声音已不再是神秘的事了。是否能用电把图像传送到远方呢?尼普科夫开始了前所未有的探索。

所学的自然科学知识给了他很大的帮助,使他找到了正确的道路。他想,如果能把图像分解为无数的点,这些点经过光电管转换成电子脉冲,并由电线送到接收地点,那么经过一个反方向转换过程后,这些点就可以重新组合成图像了。这一设想,正是现代电视传播原理的基础。

但是,如何才能把图像分解为一个个点呢?1883 年,尼普科夫解决了这个难题。当时,他才23岁。

尼普科夫圆盘的贡献

1883年圣诞节,当别人正在欢庆节日的时候,尼普科夫却独自一人坐在柏林小小的工作室里,从事着紧张的工作。他在对整个设想进行了最后的考虑后,便在硬纸上画了一个圆盘,并在圆盘上打出了许多呈规则排列的小孔。之后,他让圆盘在自己的眼前慢慢转动。这时,他露出了胜利的微笑。

这个圆盘就是著名的尼普科夫圆盘。图像经过圆盘上的小孔扫描后,变成一个个光点,并被光电管接收。这样,图像变成了一束束电子脉冲。由于电流速度为每秒30万千米,而人要看清楚图像,起码需要1/10 秒,所以人们根本不会注意到图像是经过分解后重新组合而成的。

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尼普科夫圆盘

1884年1月,尼普科夫向柏林皇家专利局申请这项发明的专利,但由于受当时其他技术条件的限制,没能实现。直到20世纪20年代出现了电子脉冲强化技术后,人们重新试验了尼普科夫圆盘,才制成了电视机。

随着电子技术的发展,产生了真正的电子帧扫描和图像再现技术后,尼普科夫圆盘就进了历史博物馆,但尼普科夫的电视原理一直沿用至今。

为了表彰尼普科夫的功绩,1935年,柏林成立的德国第一个电视台以他的名字命名。尽管这一荣誉迟到了整整半个世纪,但他还是享受到了。1940年,尼普科夫刚过完80岁生日后两天,就溘然长逝了。

文/吕雪萱 图/网络

这篇好文章是转载于:沃农之路

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