第十四章无线电之爷爷

    没搞成的原因，主要是他太忙了，每天日夜操练，哪有时间搞发明？
    嗯，绝非他眼高手低，不是搞科研的料……
    不过有道是功不唐捐，至少折腾几年让他想清楚了所有的技术难点，以及接下来的路该怎么走。所以在万历四年，将这个光荣而艰巨的任务交给张鉴时，他明确的指出了研究的方向和步骤！
    首先赵昊决定绕过有线电报，直接上无线电！
    有线电报机虽然原理上简单一些，但远距离传输是个大问题。尤其是他需要跨越好几个大洋的通行，光想想如何制造并架设几万千米长的电缆，就让他头大如斗。
    制造其实还好说，集团的拉丝机已经很成熟，都能供应海警用上铁丝网了，拉个几万公里长的铜丝，至少在技术上没难度。
    而且海底电缆包线所用的古塔胶，是可以从杜仲胶中提炼出来的。或者直接从南洋的雨林中寻找古塔波树，也不是什么太难的事儿。
    但问题是，这几万公里的电缆怎么架设？在陆地上要起电线杆，胶皮包的可是铜线啊！还不得前头架线，后头就让人偷割了去？
    好吧，就算他豁出去了，派个几万人沿线驻守。可海底段的线路怎么办？虽然不用担心人偷，但以目前的技术水平，他断无信心连下上万公里的电线，胶皮能一点不开裂。但凡哪里开裂，铜线直接与海水接触，电流就会耗散，通讯便告中断。修都不知道该修哪儿。
    而且架设电报线路这种兴师动众之举，也完全不符合他的‘有限代差理论’。那不是明摆着告诉欧洲人，怎么实现远距离通讯吗？
    无线电就好多了，小小的电台保密性极强，只要严格遵守保密条例，是有可能做到长期保密的。
    虽然不管怎么保密，将来终究会被对手推测出，我方有远距离通讯的秘法。
    但还可以靠神秘化迷惑窥探者，比如把无线电技术说成是道教的‘千里传音’之术。想学就找道观拜师修行去吧……
    这就是赵昊将电磁研究所，命名为道法研究所的初衷。
    ~~
    无线电技术，在另一个时空是怎么诞生的呢？
    它来自于数位折磨中学生的科学伟人的接力。西元1820年，奥斯特发现了电流能产生磁的物理现象。
    11年后，法拉第在此基础上发现了电磁感应定律。
    又过了42年，麦克斯韦提出了电磁场理论，并描述了电磁波的一些特性，为无线电诞生奠定了理论基础。
    15年后，赫兹通过实验发现，在线圈的两端加上高电压使它发生火花，这时便从火花射出电波，可以使远处的线圈产生电流，首次在实验室中生成并接收到了电波。
    至此，无线电产生的所有条件已经成熟，可惜赫兹没想到无线电伟大的用途，只将自己的研究发了篇论文了事儿。
    结果没过几年就被意大利的马可尼摘了桃子，……当然，俄国人坚持认为，发明无线电的是**夫。
    赵昊准备复原的，是**夫发明的火花发报机。
    它的构造很简单，不需要晶体管和电子管，以及任何超出16世纪水平的电子元件，所需材料完全在西山岛研究中心的制造能力之内。
    只需要凑齐七颗龙珠就可以召唤神龙。只需要凑齐七个部件，就可以组成一具能正常使用、波及千万里的火花发报机。
    七个部件分别是，电键、电池、升压线圈、电容、火花隙、天线和地线。
    当电键闭合后，电池提供的强大电流通过升压线圈变为高压电，加载在电容中。电容又与火花球两端的金属球相连。当电容两极加载在火花隙上两个金属小球上的电压，高到可以击穿空气间隙时，就产生了火花放电。
    根据电磁感应原理，火花放电产生了振荡的电磁波，电磁波通过天线向外辐射，便是无线电波了。
    通过控制电键闭合的长短和间隔，便可得得到或长或短的电波，将其按照一定的规律编码，就可以用来传递信息了，这就是无线电发报了。
    接下来就是如何将符合需求的部件，一一生产出来了。
    电键就是影视剧中发报员滴滴答答按的那玩意儿，其实就是发报机的电源开关。唯一的区别在于，平常的开关按下是不能弹起的，而电键按下松开后会弹起。不过也没什么门道，无非就是在按键下加个簧片。
    所以研究团队很早就搞掂了电键，如今用的都是第三代了。漂亮的黄铜按键安装在花梨木的电键架上，按键下伸出一前一后两根触杆。按下一半按键，前一个触杆与电键架上的触点接触；把按键全部按下，则两个触杆都与触点接触，这样就能清晰区别所发信号的长短了。
    ~~
    然后是电池，这个也不难。虽然还造不出干电池，但湿电池可是有历史悠久历史的，最早可以追溯到1800年前，巴格达人将一个铁棒和一个锌质圆筒插入装满醋的陶罐中，就已经可以很好的将化学能转化为电能，并使用很长时间了。
    当然真正意义上的电池，是另一个时空中伏特发明的伏打电堆，也就是电池组。
    他将银板和锌板叠合在一起，中间以含有盐水的湿布间隔，就这样三片一组为一个单元，便产生了可以控制和储存的电流。
    虽然单一单元产生的电压很低，但他通过后续实验发现，只要按顺序堆叠单元，就可以明显增强电流。大概六个单元串在一起，就能产生4伏的电压。这点电压在后世不算什么，几个小电池串起来就能办到，然而却已经可以为科学实验，提供足够的电能了。
    中学物理知识告诉我们，伏特虽然发明了电池，并得到了电压的命名权。但是他对发电原理的认识是错误的，并非两种金属接触就能发电。实际上金属与盐水发生了化学反应。所以直接把锌棒和银棒插入电解液中效果会好得多。
    赵昊最初是打算让张鉴他们用这种改进过的罐式伏打电池来供电的。他想当然的认为，电压低无非多串联十几二十个单元就是了，总能达到要求的。
    但团队在实际应用中发现，伏打电池的发电量的远远达不到理论值，而且电池电压会逐渐减小，直到彻底报废。
    经过研究，徐光启发现，电池运行过程中，会在银棒上聚集很多气泡，随着反应不断进行，气泡越来越多，电池则同步失去放电能力。
    他便推测是这些气泡阻碍了液体中的电荷扩散，让电池失效。他收集这些气泡研究发现，居然是氢气。这下就更不敢再用这种电池了。
    那么多电池一起工作，万一要是通风没做好，放出的氢气积少成多，火花发电机打个火花，直接全员火化……
    他想出的解决方法是，将两根金属棒分别插在不同的电解液中，并用另一种电解液来消耗锌反应时产生的氢气。
    经过反复实验，徐光启发明了一种双液电池。这种电池有圆柱形的陶瓷外壳，内有一个小一号的圆柱状中空玻璃筒，筒底以猪膀胱膜扎紧。
    他在内胆中注入硫酸铜溶液，插入铜棒，在外胆中注入硫酸锌溶液，插入锌棒。两种电解液通过猪膀胱这种天然的半透膜相连接。
    这种电池非但解决了伏打电池电压容易下降的问题，而且还能充电，可以反复使用，所以它还是一种蓄电池。可谓大大的改进，赵昊欣然将其命名为‘光启电池’！
    这次试验的电力，就是由八罐串联在一起的光启电池提供。
    ~~
    第三个是升压线圈，这个简单，就是缠线圈嘛。赵公子念书的时候就缠过，对这一步还是很有自信的。初级线圈的圈数很少，缠上二十圈胶皮电线就够了。次级线圈导线要尽量的细，这样能多缠几圈。
    根据电磁感应的原理，理论上两者圈数的倍数，就是电压增幅的倍数。大概缠它个……两万圈就够了。结果他当然半途而废，后来研究所用了足足三年，才生产出足够细的胶皮电线。
    第四个就是储存高压电的电容了。
    这一步现成的，因为在科普展览馆中大出风头的莱顿瓶，就是虽然原始但效果很好的高压电容。
    徐光启还设计出一种以堆叠油纸和锡箔，再用石蜡密封的油浸纸介电容器，但还在改进中。这次为了万无一失，所以用的还是莱顿瓶。
    第五个是火花隙，这个更简单——就是两个相距仅几厘米的小铜球。徐光启又给其中一个小球加了滑道，通过转动一旁的木质螺栓，可以改变铜球间距，从而改变发射功率。
    至于第六个天线……比火花隙还简单，更没啥好说的了。就越长越好使呗。
    第七个底线，弄跟导线绑上块铜板，往地上一埋，搞掂。
    赵昊一直觉着，七个部件自己搞掂了五个，已经称得上无线电之父了。
    但他看到除了这七件套之外，桌上还有个装置——两道盘成蚊香似的螺旋状铜条，安装在个绝缘的木轴上。一盘蚊香上接着天线和底线，另一盘则与电容和火花隙相连。
    这由徐光启加上的第八个部件，是一个可调电感器，可以让电磁波频率固定在某一个值，以实现通讯的保密性与选择性。这是赵昊之前压根没想到的。
    赵公子凭良心掂量一番，还是将无线电之父的头衔，让给了徐光启。
    那自己就是无线电的爷爷了，也不错嘛……

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第十四章 无线电之爷爷

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