【兒童科普】《世界偉大發明家》給孩子的科學啟蒙 發明家的故事，牛頓 愛因斯坦 法拉第 伽利略 萊特 貝爾等 P5 - 第5節：電話之父——貝爾

想要聽到不在身邊的家人或者朋友的聲音時 你最先想到的是什麼? 電話 你無法想象沒有電話的日子 電話已經成爲了日常用品 與咱們的生活分離不開了 那麼第一部電話是誰發明的呢? 它又是怎麼做到的呢? 今天要和你講的就是電話之父 亞歷山大格拉漢姆·貝爾的故事 故事發生在19世紀 貝爾並不是專業的發明家 他的主業是一名聲學教師 教聾啞兒童發音 但是他不僅想讓聾啞人無障礙交流 還夢想人人都能遠距離無障礙交流 所以在業餘時間裏 貝爾就把房間當成了實驗室 開始了他的發明 那個時候 人們主要依靠電報來獲取信息和傳遞消息 電報是人類最早使用電來通信的方法 咱們在抗日劇中看到的這個機器 就是電寶機 它會發出短點的D 或者長一些的DA 通過聲音的長短組合來表示一個數字 比如DA是0 B是1 而01呢就代表我字 01就是代碼 可是電報有一個致命的弱點 一條電線一次只能傳送一個代碼 這使得電報傳信的速度很慢 很多人都想改變這種情況 第一階段 始於電報 貝爾在彈鋼琴時突然聯想到 鋼琴上88個鍵能彈奏出的88個音 如果每一個音代表一個代碼 那麼一首曲子就能傳遞許多個代碼 這不就解決了一次傳一個代碼的問題了嗎 那麼現在的事情就變成如何傳送曲子了 貝爾的妙想被一個企業家看中了 企業家資助了貝爾成立了一個簡單的實驗室 但是身爲聲學教師 貝爾對電的事情並不在行 企業家就又幫他找了一位電工助手華升 這下子貝爾來勁了 他出設計圖 華升爲他安裝設備 兩個人配合得非常好 不久之後 真的就實現了用一條電線同時發出10到12種的代碼 可是貝爾的表現並沒有多麼的興奮 他反而陷入了沉思 這是怎麼回事呢 第二階段 讓電報說話 原來貝爾在實驗過程中他又有了更大的夢想 那就是把人的聲音直接經由電線送到遠處 也就是電話 他總是在幻想 既然鋼琴音能傳送出去 那麼人的聲音也一定能 當然他深知人的聲音更加的複雜 它不像鋼琴音是固定的高度和大小 而是不斷變化的音 那如何才能把不斷變化的音發送出去呢 這個問題在當時幾乎沒有人想過 所以貝爾沒有任何可以求助的人 變化的事情也遲遲沒有進展 既然沒進展 貝爾只好繼續着手電報的實驗 奇蹟往往發生在不經意間 一天 貝爾在放着收訊器的房間 華生在隔壁放着發訊器的房間 這時 貝爾突然聽到了一聲類似於人語的嗯的一聲 他十分的激動 可是又不太確定 馬上大聲問華生 這是怎麼回事啊 華生疑惑地說 因爲有一塊鐵板壞了 用手指彈了一下 不過有發出嗯的聲音 貝爾激動極了 他拉着華生又趕緊做了幾次 結果發現 發訊機發出嗯 收訊機也能收到嗯 難道說 他們真的走運了 變化真的就這麼被他們發明出來了嗎 是的 這次貝爾的實驗 真的蒙對了變化的原理 那麼 變化是怎麼傳生的呢 它的工作原理是什麼呢 請看科學原理簡單說 先來說一下聲音的祕密 聲音是靠物體振動產生的 比如你的聲音就是靠聲帶的振動產生的 當你說話的時候 用手摸一下聲帶的位置 你就會感覺到這種振動 只要能模擬這種振動 那麼就能製造出你的聲音了 變化的原理簡單來說 就是在傳遞和模擬人類聲音的這種振動 變化由話筒 聽筒和電線三個基本部分生成 當你衝着話筒說話時 話筒能夠把聲音的振動 轉化爲強弱變化的電流 電流順着電線進入聽筒 聽筒又能把它轉化爲振動 這時電話那端的人就能聽到你的聲音了 話筒是如何將聲音化爲電流的呢 這都要靠話筒裏裝着的一些小碳粒 當你衝着話筒說話時 小碳粒來回運動 這使得電話中的電阻忽大忽小 電路中的電流就忽強忽弱了 聽筒又是如何將電流變爲聲音的呢 在聽筒中有一塊電磁石 就是一塊纏着電線的鐵芯和一個寶鐵片 這塊鐵芯之所以叫電磁石 是因爲通上電之後它就會神奇地產生磁性 當電流忽強忽弱時 電磁石所產生的磁性也忽強忽弱 忽強忽弱的磁性對寶鐵片的吸引也忽大忽小 從而引起了鐵片的震動 這種震動就模擬了你的聲音 第三階段 電話改變世界 現在你明白了嗎 所以貝爾真的找到了電話的原理 並且在華生的幫助下完成了電話的雛形 接下來貝爾不斷地改進 在1876年申請了電話專利 人類第一臺電話問世了 這也標誌着人類通信技術時代的開啓 從老式固定電話到互聯網 再到移動電話 隨着日新月異的通信技術和移動終端的改變 電話高速發展 讓世界變得越來越小 人們甚至可以通過視頻來面對面的進行談話 尤其是當前智能手機已經成爲了人們最親密的夥伴 這就是貝爾和電話故事 除此之外 貝爾的實驗室也被保留了下來 自1925年以來 貝爾實驗室一共獲得了兩萬五千多項發明專利 平均每個工作日就能獲得三項專利 其中就包括太陽能電池 通信衛星 還有有聲電影 要知道在此之前 大家看的電影都是隻有畫面沒有聲音的 貝爾實驗室的使命是創造 生產和提供富有創新性的技術 使得全球的通訊技術一直處於不斷的發展改革之中 故事裏貝爾無意間發現了電話的奧祕 但是其實之前他們經歷了無數次的試驗失敗 所以今天要送給你的禮物就是 堅持 任何時候 失敗是不可避免的 可就是這千萬次的挫折才能換來巨大的成功 希望你遭遇失敗時不要氣餒 堅持