TPO - Marchese Guglielmo Marconi [sinh 25/4/1874 – 20/7/1937] là một nhà phát minh người Italia, được coi là "cha đẻ của ngành truyền thanh" .
Bắt đầu thử làm các thí nghiệm về truyền tin đi xa khi mới 20 tuổi
Ông sinh ngày 25/4/1874 tại Bologna, Italia trong gia đình có cha là một thương gia giàu có. Mẹ ông là nhạc sĩ theo đạo Tin lành. Khi mới sinh ra, Marconi có đôi tai to kì dị khiến người ta đã phải thốt lên "Đôi tai có thể nghe cả tiếng động của không khí". Không ngờ sau này, cuộc đời và sự nghiệp của ông gắn liền với sự nghiệp truyền thanh.
Mẹ đã luyện cho ông trở thành đứa trẻ ngoan ngoãn, siêng đọc kinh thánh và chơi dương cầm nhưng sở thích của ông lại là khoa học. Nhờ quen biết, ông đã vào làm đánh máy ở bưu điện, ông quan tâm chính là về kĩ thuật truyền tin đi xa.
Những cuốn sách đầu tiên ông đọc là của nhà bác học Hecz về sóng điện từ và ông đã bắt đầu thử làm các thí nghiệm về truyền tin đi xa khi mới 20 tuổi.
Tháng 2 năm 1896, ông sang London và sau đó là làm ở một công ty viễn thông của Anh. Sự nghiệp của ông bắt đầu từ đó.
Năm 1897, ông đã truyền đi được một tín hiệu xa 14 km. Nhờ những tín hiệu đó mà một tai nạn trên eo biển Manche. Sau những lỗ lực, thành công cũng đã đến thực sự với ông. Đó là vào ngày 12 tháng 12 năm 1901, ông làm thí nghiệm truyền xa với nhiều đường tín hiệu khiến nhiều người đã bị thuyết phục. Ông chứng minh sóng radio có thể phản hồi lại thành từng lớp trong khí quyển, giải thích tại sao sóng radio có thể truyền đi khắp thế giới.
Năm 1901, ông đã truyền đi tín hiệu không dây đầu tiên qua đại dương từ Poldhu, Cornwall - một hạt tại miền Tây Nam VQ Anh đến đồi Signal Hill tại St John's, Newfoundladn - giờ đây là một quần đảo thuộc sở hữu của Canada. Khoảng cách giữa 2 điểm thu và nhận vào khoảng 3500 km.
Đạt giải Nobel vật lý
Năm 1909, Marconi và Karl Fedinand Braun cùng nhận được giải Nobel vật lý về những "đóng góp dáng ghi nhận vào sự phát triển của công nghệ truyền tin không dây."
Khi mới 27 tuổi, ông đã trở thành công dân danh dự của Rome.
Nhờ có sóng vô tuyến điện mà rất nhiều hành khách trong vụ đắm tàu Titanic đã được cứu sống vào năm 1912.
Năm 1930, ông chế tạo thành công máy tiếp nhận sóng vô tuyến điện phản chiếu, làm cơ sở nghiên cứu chế tạo Radar sau này.
Năm 1937, ông qua đời. Nhật báo Times của Anh đã đánh giá: “Khi các sử gia tương lai nghiên cứu về giai đoạn đầu thế kỷ 20, có lẽ họ sẽ coi Marconi như là nhà thông thái lớn lao nhất thế kỷ và sẽ cho rằng đáng lấy tên ông để đặt tên cho thế kỷ này”.
Về cuối đời, Marconi là người ủng hộ chủ nghĩa Phát xít Ý và là người biện hộ cho lý thuyết của họ.
Ngoài trường hợp của Marconi, hai người đương thời với ông là Nikola Tesla và Nathan Stufflefield cũng nhận được bằng sáng chế cho máy phát sóng vô tuyến tại Mỹ.
Giai đoạn phát triển hoàn thiện
Những mẩu tin được truyền đi bằng sóng radio cũng tương tự như như các tín hiệu dài-ngắn [mã Morse]. Trong thời điểm ban đầu, máy phát tín hiệu được gọi là "spark-gap machines". Nó được phát triển để hướng dẫn các con tàu trong lúc cập bến hoặc để giữ liên lạc giữa những con tàu với nhau. Đó là cách truyền tín hiệu giữa 2 điểm nhưng đó không phải là chiếc máy radio mà chúng ta nhìn thấy như hiện nay.
Phương pháp truyền tín hiệu không dây bằng sóng radio đã chứng minh được tính hiệu quả của nó trong việc cứu hộ cứu nạn khi xảy ra thiên tai. Các thiết bị truyền tín hiệu không dây này được lắp đặt trên một số tàu biển.
Trong năm 1899, Hải quân Hoa Kỳ đã thành lập một mạng lưới liên lạc không dây giữa những tàu hải đăng ngoài khơi đảo Fire bang New York. 2 năm sau, Hải quân Hoa Kỳ đã chính thức áp dụng hệ thống liên lạc không dây bằng sóng radio này trong quân đội, sử dụng song song với các hình thức truyền tín hiệu bằng hình ảnh và liên lạc bằng chim bồ câu.
Năm 1901, dịch vụ gửi điện báo bằng sóng radio đã được thiết lập giữa 5 hòn đảo thuộc quần đảo Hawaii. Vào năm 1903, trạm phát Marconi được đặt tại Wellfleet, Massachusetts đã gởi một thông điệp chào mừng của tổng thống Theodore Roosevelt đến với vua King Edward VII của Anh.
Năm 1905, các báo cáo về trận hải chiến tại cảng Arthur trong cuộc chiến tranh Nga - Nhật đã được truyền đi bằng phương pháp điện báo không dây, và vào năm 1906, cục dự báo thời tiết Mỹ đã áp dụng phương pháp này để cải thiện tốc độ truyền thông tin dự báo thời tiết.
Vào tuổi 20, Marconi lao vào nghiên cứu khoa học. Marconi say mê nghiên cứu lý thuyết của Maxwell và nhất là các công trình của Heinrich Hertz - một nhà khoa học Đức. Hertz không cần dây dẫn đã phóng được sóng ête [điện từ] trên một khoảng cách vài mét và ông đã dò ra được chúng. Từ việc làm của Hertz, Marconi nảy ra ý định: với máy điện báo và điện thoại, người ta có thể phát đi qua dây dẫn những thông tin dưới dạng những ký hiệu điện. Vậy thì người ta có thể phát đi những sóng điện từ cũng mang những thông tin ấy dưới dạng ký hiệu được không? Thế là từ đó Marconi nghiên cứu tập trung vào ý tưởng “điện báo vô tuyến” đến khi thành công.
Quá trình nghiên cứu Marconi gặp thuận lợi vì được thừa hưởng một số thành tựu của những nhà bác học đi trước. Năm 1890, nhà vật lý người Pháp là Edouard Branly đã nghĩ ra máy “liên kết bằng mạt” cho phép người ta có thể thu được những ký hiệu vô tuyến. Máy của Branly là một máy dò sóng héc [điện từ] được cấu tạo bởi một ống thuỷ tinh chứa mạt kim loại và hai đầu được đóng kín bằng hai cực điện. Dưới tác động của sóng, các hạt kim loại đó tập hợp lại thành mạch và trở thành vật dẫn điện. Marconi đã dùng hai gian phòng rộng trên gác xép của biệt thự để làm thí nghiệm. Cậu thử lại rồi nâng cao những thí nghiệm của Hertz và những người khác. Những thiết bị chủ yếu trong phòng thí nghiệm đều do Marconi tự chế tạo. Trong gia đình chỉ duy nhất bà mẹ hiểu và khích lệ công việc của cậu, cũng chỉ có bà mới được vào phòng thí nghiệm. Vào một đêm tháng 12 năm 1895, Marconi đánh thức mẹ dậy và khoe với bà thành công đầu tiên của cậu. Phía cuối của gian phòng đặt một máy phát sóng vô tuyến, còn ở đầu kia là một máy thu mắc nối với một cái chuông nhỏ. Khi Marconi ấn vào nút điện đặt ở máy phát, máy phát ra những sóng điện từ và lập tức ở đầu kia máy thu nhận được chúng và tiếng chuông reo lên. Mẹ cậu không ngớt lời ca ngợi thành công này còn ông bố thì thản nhiên cho rằng cậu mất thời gian vào một việc lẩm cẩm, theo ông để làm cho chuông reo có nhiều cách đơn giản hơn nhiều, không việc gì cần đến hai cỗ máy cồng kềnh kia.
Năm 1896, Marconi đến London, ông đã gặp William Preece là kỹ sư trưởng của sở bưu điện London. Preece đã đứng ra tổ chức một cuộc giới thiệu về điện báo không dây của Marconi và đã thành công tốt đẹp. Cũng trong năm này Marconi đã nhận được bằng sáng chế đầu tiên về thiết bị vô tuyến điện báo. Giấc mơ của Marconi là tăng thêm tầm xa của sóng vô tuyến. Ông tiếp tục tiến hành những thí nghiệm để cải tiến thiết bị. Vào những năm 1897 - 1898, máy vô tuyến điện đã bước vào giai đoạn ứng dụng trong thực tế. Một trạm vô tuyến đã được xây dựng ở Alum Bay trên đảo Wight với cột tín hiệu cao 37m. Năm 1898, Marconi đã đặt một hệ thống vô tuyến trên bờ biển phía Bắc Ailen, nó được ghép với ngọn hải đăng Rathlin Island, hệ thống thứ hai được dựng lên ở Ballycastle. Từ đó những tàu biển đi lại ngoài khơi có thể nhận được những thông tin từ đất liền. Vào tháng 7 năm 1898, tờ Tin nhanh Dublin của Ailen là tờ báo đầu tiên nhận được tin tức bằng vô tuyến. Trong một cuộc đua thuyền buồm ở biển Island, Marconi đích thân đứng ra đưa tin. Ông theo đoàn đua trên một tàu kéo và điện báo những tin tức của cuộc đua cho một trạm thu đặt ở Kingstown. Cũng trong năm 1898, thái tử xứ Uên [sau này là vua Edouard VII] do bị đau đầu gối nên ở lại trên du thuyền, nữ hoàng thì ở đảo Wight. Để tiện liên lạc giữa hai nơi, Marconi đợc mời đến đặt một trạm vô tuyến trên du thuyền và một trạm nơi ở của nữ hoàng. Trong 16 ngày nữ hoàng và thái tử đã trao đổi với nhau khá dễ dàng khoảng 150 bức điện. Ngày 3/3/1899, một con tàu chạy bằng hơi nước bị mắc cạn ở Goodwin Sands, tàu hải đăng đánh điện về đất liền, lập tức những tàu cứu hộ được điều đến ứng cứu. Tất cả thuỷ thủ đoàn và chuyến hàng trị giá trên 50.000 bảng Anh đã được cứu thoát.
Ngày 1/3/1899, từ một trạm phát ở Wimereux của Pháp, bức điện đầu tiên bằng vô tuyến điện đã được phát đi, vượt qua biển Manche để tới nước Anh [hai trạm đặt cách nhau 51 km]. Cuộc thử nghiệm thành công đã gây ấn tượng mạnh mẽ với chính phủ các nước về tác dụng của vô tuyến. Rất nhiều nước đã đặt hàng vô tuyến điện báo. Thành công này đã khiến Marconi có ước muốn những sóng vô tuyến có thể vượt Đại Tây Dương. Marconi và nhóm của ông bắt tay vào cải tiến các thiết bị vô tuyến thêm một bước. Năm1900, ông nhận thêm bằng sáng chế cho những máy phát và máy thu có gắn thêm một hệ thống điều chỉnh mới và chỉ có một anten có khả năng phát và thu trên nhiều tần số khác nhau. Tháng 7 năm 1900, ông cho xây một trạm vô tuyến có công suất mạnh ở Poldhu [Anh], một trạm thu khác được xây dựng ở Saint Johns thuộc phía đông Canada ở bên kia Đại Tây Dương, cách trạm phát hơn 2700 km. Ngày trọng đại đã đến: Ngày 12 tháng 12 năm 1901, Marconi nghe thấy ba tiếng “tic...tic...” yếu ớt trong máy thu từ nước Anh truyền đến. Những tiếng tic... tic lặp đi lặp lại, đó chính là chữ S trong tín hiệu Moóc. Chữ S được lựa chọn vì nó dễ nhận biết. Thế là vô tuyến đã vượt được Đại Tây Dương, tin này thật bất ngờ và kinh ngạc, ngay cả nhà phát minh vĩ đại của nước Mỹ Thomas Edison cũng phải hỏi lại: “Có thể ông thu phải những tín hiệu nhiễu chăng?”.
Năm 1906, ứng dụng kỹ thuật điều biên [AM], nhà vật lý người Mỹ Reginald Fessenden đã truyền đi qua vô tuyến tiếng nói của mình đến các tàu đang xuôi ngược trên Đại Tây Dương, đây là một tiến bộ lớn bởi trước đó vô tuyến mới chỉ chuyển được những thông tin điện báo bằng ký hiệu Mooc nghĩa là bằng các gạch và dấu chấm. Sau đó kỹ thuật vô tuyến nhờ phát minh ra đèn 3 cực của Lee de Forest đã có bước tiến lớn. Đèn này có thể khuếch đại những tín hiệu điện yếu mà máy nhận được. Cho đến lúc bấy giờ dòng điện có được là dòng điện sinh ra trong anten bởi các sóng vô tuyến, nó rất yếu và chỉ đủ để chạy một máy nghe. Nay với đèn 3 cực, những tín hiệu ấy được khuếch đại và có thể chạy qua loa phóng thanh mạnh.
Với những phát minh của mình, Marconi đã lên đến tột đỉnh vinh quang. Năm 1909, ông đã được trao giải Nobel về vật lý vì đóng góp to lớn của ông về điện báo không dây. Càng ngày phát minh của Marconi càng đóng vai trò to lớn trong đời sống con người. Năm 1912, tàu Titanic bị chìm làm 1500 người chết, 700 người khác nhờ có vô tuyến phát đi tín hiệu cấp cứu đã được cứu thoát. Trong chiến tranh vô tuyến đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc liên lạc, truyền tin tức. Vào những năm 20, đài phát thanh - một ứng dụng của vô tuyến đã đi vào đời sống con người. Những năm 1950-1960, truyền hình bắt đầu tiếp bước cho vô tuyến bằng cách sử dụng sóng vô tuyến. Ngày nay sóng vô tuyến có mặt ở khắp nơi: vô tuyến truyền hình, máy thu thanh, điện thọai di động, điều khiển từ xa, Rada... Nhờ Marconi mà thế giới bước vào kỷ nguyên của thông tin vô tuyến điện.
Anh Duy Nguồn: Steve Parker, Giuglielmo Marconi và vô tuyến điện, NXB Kim Đồng, 2001.----
Vô tuyến vòng quanh Trái đất
Một số nhà khoa học không tin Marconi có thể chuyển những tín hiệu vô tuyến vượt Đại Tây Dương. Vì sóng vô tuyến dễ chuyển theo đường thẳng như ánh sáng, do đó chúng sẽ bị chặn lại bởi đường cong của Trái đất và sẽ mất đi trong không trung.
Nhưng thực tế thì những tín hiệu hoàn toàn có thể vượt Đại Tây Dương nhờ vào một tầng khí quyển trên cao, tầng này phản xạ những sóng vô tuyến như một tấm gương. Đó là tầng điện ly, trong đó vật chất tồn tại dưới dạng ion nhiều hơn là dưới dạng nguyên tử.
Tầng điện ly phản xạ những sóng vô tuyên khi chúng lan truyền quanh bề mặt uốn cong của Trái đất.
Tầng điện ly nằm giữa độ cao 60 đến 600 km. Về đêm, tầng này vận động nới rộng tầm phản xạ làm cho sóng lan truyền được xa hơn, như nhận xét của Marconi.
Tiếng người nói trên sóng điện
Năm 1906, ứng dụng kỹ thuật AM [điều biên], lần đầu tiên nhà vật lý người Mỹ Reginald Fessenden [1866 - 1932] đã truyền qua vô tuyến điện tiếng nói của ông cùng nhạc của Haendel đến các tàu đang ngược xuôi trên Đại Tây Dương. Đó là một tiến bộ lớn bởi trước đó vô tuyến mới chỉ chuyển được thông tin điện báo bằng ký hiệu Moóc [những gạch và dấu].
Sóng điện từ
Sóng điện từ tạo thành một dạng năng lượng. Chúng tự lan truyền từ nguồn của chúng dưới dạng kết hợp giữa điện và từ. Chúng xuyên qua không trung, qua nhiều vật liệu và vượt cả khoảng cách giữa các vì sao.
Chúng ta không thể nghe được chúng, cảm nhận được chúng nhưng chúng ta có thể quan sát được một số sóng điện từ: những tia sáng mà chúng ta nhìn thấy là một dạng của những tia điện từ, hay cảm nhận một số sóng dưới dạng nhiệt.
Sóng điện từ di chuyển với tốc độ của ánh sáng [299.792 km/s]. Trong một giây, chúng có thể chu du quanh Trái đất tới 7,5 vòng.
Sóng vô tuyến được phân biệt bởi chiều dài bước sóng của chúng. Đó là khoảng cách giữa một điểm của sóng này và một điểm đồng nhất của sóng tiếp theo.
AM và FM
Lời nói và âm nhạc là những sóng âm thanh có thể biến đổi. Để đưa chúng vào vô tuyến, những sóng này phải điều biến một tín hiệu điện, tín hiệu này sẽ tải thông tin [lời nói, âm nhạc] đó đi.
AM: Điều biến biên độ
Với sự điều biến biên độ [gọi tắt là điều biên] như Fessenden đã sử dụng, những sóng vô tuyến sẽ thay đổi biên độ tuỳ theo những tín hiệu âm thanh. Người ta thường sử dụng điều biên với những biên độ nhỏ, biên độ lớn và sóng ngắn.
FM: Điều biến tần số
Từ năm 1925, Edurin Amstrong [1890 - 1954] đã nghĩ tới một thiết bị cho phép làm thay đổi tần số của những sóng vô tuyến theo nhịp độ của những thông tin. Đó là điều biến tần số hay FM [gọi tắt là điều tần], có cái lợi là khử được phần chủ yếu của nhiễu.
Vi sóng [hay vi ba]
Đó là những sóng điện từ giống như sóng vô tuyến nhưng có bước sóng rất ngắn, khoảng từ 30 cm đến 1 mn. Marconi đã tiên đoán rằng các dải sóng chưa được thăm dò ấy có thể sẽ được dùng trong thông tin ở cự li ngắn.
Hiện nay, những vi sóng mới chỉ đặc biệt được sử dụng trong rađa. Chúng chuyển tải những chương trình truyền hình. Máy phát và máy thu đặt cách nhau xa nhất không quá 50 km. Chùm sóng của chúng nối mặt đất với vệ tinh thông tin. Ngày nay, chúng còn được sử dụng để làm tan giá hay làm chính thức ăn trong các lò vi sóng.