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“沃森,快来帮我!”另一个房间中的沃森竟从电话中听到了贝尔的喊声,
他简直不敢相信自己的耳朵,急忙跑过来向贝尔报告了一这情况。贝尔忘记
了腿上的疼痛,亲自跑到另一房间试听,果然听见了沃森发出的声音。贝尔
万分激动,他们终于获得了成功。成功来的是那么的突然,却又是那么的必
然,坚持不懈的努力终于获得了回报。一时间,所有的苦恼、所有的艰辛、
所有的痛苦在这巨大的喜悦面前都显得微不足道了。“沃森,快来帮我!”
就是这句求助声成了人类利用电话所传递的第一句话。贝尔在给他母亲的信
中写道:“对于我来说,这是一个重大的日子,……朋友们各自留在家中,
不用出门也能互相交谈的日子就要到来了”。
1876 年 5 月,美国在费城举办纪念独立一百年博览会。贝尔把他刚刚发
明出来的电话机带到了博览会。开始人们并没有注意到这个不起眼的小东
西,直到博览会的最后一天,巴西国王彼德罗应邀前来参观,国王对贝尔的
发明很好奇,就拿起听筒放在耳朵上,“国王陛下,欢迎您来参观。”当他
从听筒里听到声音后不禁大声惊呼:“啊!我的上帝,它说话了!”国王的
喊声一下子惊动了整个博览会上的人们,电话机成了人们关注的中心。经过
专家们的鉴定,电话机成了这届博览会最重要的成果。博览会的评委之一威
廉·汤斯森爵士写道:“……有了这种设计精巧、功效显著的装置,我们完
全可以满怀信心地期待着贝尔先生将给我们带来传送话音的方法,可以将欢
声笑语尽情地通过导线送入数英里之外的千百只耳朵里。”
通过这届博览会,贝尔和他的电话机一下子名声大噪,但仍有很多人对
电话机存有偏见和疑虑,以为电话只不过是和儿童玩具差不多的东西。电报
公司怕害电话机的出现会影响电报的地位,对贝尔的发明竭力诋毁。面对种
种非难,贝尔毫不气馁,他心里只有一个想法:让事实来说话。为了推广他
的发明,贝尔在美国各大州以及世界各地奔走宣传,巡回表演。甚至新婚的
蜜月旅行期间也不忘带上他的发明去给英国女王演示。在他不遗余力的努力
下,人们终于逐渐认识到了他的发明的巨大作用。到了 1878 年,贝尔在波士
顿与纽约之间架设了世界上第一条 320 公里长的长途电话线,电话开始进入
千家万户,为广大民众服务。1880 年,贝尔电话公司成立了,电话事业得到
了迅猛的发展。到 1910 年,仅在美国电话机数量就已经超过了 700 万部。在
世界各地,我们到处都可以听到电话铃声。正如贝尔自己所说,电话是“永
不间断的歌声。”
贝尔因为他的杰出贡献和高尚的品格,得到了全世界人们的敬仰。1922
年 8 月 2 日,75 岁的贝尔去逝了。在为贝尔举行葬礼期间,全美国 2000 万
部电话全部沉默了,人们以此来表示对这位伟大发明家的哀悼和怀念。直到
今天,在波士顿司法大街 109 号当年贝尔发明电话的房间门口,还钉着一块
铜牌,上面写着:“1875 年 6 月 2 日,电话在此诞生。”
贝尔电话机的原理到底是什么呢?为了能说明清楚,我们先来谈一谈声
音是怎么回事。我们可以说是生活在一个声音的世界里,无时无刻、无处无
地不存在着声音。弹奏乐器可以发声,机器发动可以发声,物体碰撞也可以
发声,为什么呢?因为他们有一个共同的特性——振动。如果我们用手去摸
正在发声的物体,比如刚刚敲过的铜锣或正在响着的电铃,我们就会感觉到
它的振动。可见声音是物体振动产生的。声音又是怎样传播的呢?是靠空气
作为媒介。当物体振动时会不断推动周围空气运动,也就是说物体把振动传
递给了周围空气,于是这种振动就在空气中传播开去,就象在平静的湖面上
投进一粒石子,水波就会以石子的落点为中心向四周湖面传播开去一样。当
空气的振动传到我们耳朵里时,耳内的鼓膜也随着振动起来,周围的神经感
受到这种振动并把它传到神经中枢,于是我们就听到了声音。
为什么不能直接利用声音进行通信呢?因为声音在空气中传播能量损耗
很大,不能传播到很远的距离。我们有体会,当说话人距离较远时,他的声
音也就模糊不清了。
现在我们来看一看贝尔电话机是怎么工作的。贝尔的电话机可以分成两
部分:送话器和受话器。
送话器上面盖有一片薄薄的有弹性的金属膜片,膜片下面是装有导电粒
子的金属盒,金属盒并不直接与导电粒子接触,而是通过中间的导电粒子才
能接通。导电粒子有一个特性:当他们之间的接触比较疏松时,导电能力就
减弱,对电流的阻力增大。我们对着送话器说话时,声波产生的压力使金属
膜片产生振动,膜片下面的导电粒子也就随着膜片的振动时紧时松,它所呈
现的电阻也就时小时大。如果在送话器两端加上恒定电压,根据欧姆定律
I=V/R,I 是电路中电流,R 电阻,V 是电压,那么流过导线的电流就会随着
导电粒子电阻的变化而变化,也就是随着膜片的振动而变化。从根本上说,
就是随着我们人说话声音的强弱声调的高低而变化。这种电流的变化就可以
通过导线传递到较远的地方。
受话器内部也有一个金属膜片,安置在一块马蹄形电磁铁上。当送话器
产生的振动电流沿导线传递过来后,就要流过电磁铁上的感应线圈,变化的
电流就会使电磁铁产生变化的磁场。由于受到电磁铁变化的吸力,金属膜片
会产生和电流振荡频率相同的振动,并激起周围空气振动,因而还原出说话
人的声音。
电话的改进
贝尔发明的原始电话机,技术还非常粗糙,听筒里传来的话音很不清楚。
因此,这种电话机很快就得到了改进。
首先是大发明家爱迪生和休斯改进了导电粒子的成份,他们采用的是从
烟煤中提取的碳精粉。碳精粉是导电体又具有良好的弹性,很适合用来做导
电粒子。采用了这种新材料碳精粉后,电流对声音的变化变得更加敏感了,
因此,用电话交谈时语音也就清晰了许多。
语音变成电信号后,就由电信号来传播,但电信号经过长距离传送会不
断地损失能量。当传送距离较长时,受话器收到的电信号已经相当微弱,由
此微弱的信号转变的声音就模糊不清,怎么办呢?很明显,要设法减少电路
中信号的衰减。人们在早期采用的办法是给电路增加电感。增加电感的想法
最早是在 1887 年由英国人奥利弗。亥维赛提出的,在此之前,人们一直认为
增加电感会影响信号的传输效果,但亥维赛不拘泥于传统的观点,大胆创新,
这种精神是难能可贵的。纵观科学发展史,许多伟大成就都是对那些似是而
非而人们又习以为常并被奉为金科玉律的陈旧观念的反叛而取得的。
亥维赛建议的实践者美国科学家普平在电话电路上每隔大约一公里串接
一个加感线圈,这样经过无数次“加感”,电信号的衰减明显减少了。而且,
电缆也可以做得细一点了。
1906 年美国人德。福雷斯特发明了真空三极管,三极管的作用就是将电
信号进行放大,因此也就找到了一种更好的解决线路中信号衰减问题的办法
——在线路中安放电话增音机。因为“加感”是有副作用的,信号经过“加
感”电路时,频带的边缘会发生变化,结果是语音变得失真,但增音机的出
现使得这种现象得到一些改善。
早期的电话机属于磁石式电话机,主要由送话器、受话器、手摇发电机、
电铃、干电池等几部分构成。
通信的电能是由自备的干电池提供,而振铃电能则由手摇发电机提供。
我们在许多古老电影中都看到过这样的镜头。在打电话时,先取下话机,然
后用力摇动手柄,之后再进行通话,这就是用手摇发电机摇响受话方的振铃。
因为这种手摇发电机上有两块永久磁铁,所以把它称作磁石式电话机。这种
电话机由于不需要外接电源,所以在那些没有交流电的偏远地区或者在军事
上的用途还是很大的。
后来,美国科学家安德斯设计了一种新的电话机,这种电话机不用自带
电�