Ηλεκτρονική

Ηλεκτρονική είναι καταρχάς ένας υποτομέας της Ηλεκτροτεχνίας, στον οποίο γίνεται μελέτη μη γραμμικών δικτυωμάτων, δηλαδή κυκλωμάτων που περιέχουν, εκτός από αντιστάσεις, πυκνωτές και πηνία, επίσης μη γραμμικά στοιχεία, όπως λυχνίες, τρανζίστορ, θυρίστορ κλπ. Στη διάρκεια του 20ου αιώνα, ιδίως μετά την εφεύρεση και εκτεταμένη εφαρμογή του τρανζίστορ, εξελίχθηκε η Ηλεκτρονική σε ένα αυτοτελή και πολύ σημαντικό επιστημονικό και τεχνολογικό τομέα, με τη βοήθεια του οποίου προέκυψαν διάφορες απρόβλεπτες τεχνολογικές και οικονομικές ανατροπές. Η Ηλεκτρονική υποδιαιρείται σε δύο τεχνολογικούς υποτομείς, την Αναλογική και την Ψηφιακή Ηλεκτρονική.  Στον τομέα της Αναλογικής Τεχνικής, στον οποίο μεθοδεύεται η επεξεργασία συνεχών σημάτων, αναπτύχθηκαν για αρκετές δεκαετίες οι πρώτες σημαντικές εφαρμογές της Ηλεκτρονικής. Κεντρικό στοιχείο αυτού του κύκλου εφαρμογών είναι ο ενισχυτής (αρχικά με λυχνίες, αργότερα με τρανζίστορ), με τη βοήθεια του οποίου υλοποιούνται σημαντικές λειτουργίες και δημιουργούνται νέα ηλεκτρονικά στοιχεία (ταλαντωτές, φίλτρα κλπ.)  Στον τομέα της Ψηφιακής Τεχνικής γίνεται επεξεργασία αυνεχών, διάκριτων σημάτων (διάκριτος: διακεκριμένος, εκλεκτός, διακριτός: αισθητός, αντιληπτός), τα οποία υποδηλώνουν αριθμούς ή λογικές τιμές. Τα σήματα αυτά, άλλοτε προέρχονται από ψηφιοποίηση με τη βοήθεια αναλογικών κυκλωμάτων και άλλοτε παρέχονται ως ψηφιακά σήματα στην έξοδο άλλων κυκλωμάτων και διατάξεων. Σ’ αυτό τον κύκλο εφαρμογών της Ηλεκτρονικής χρησιμοποιούνται τα βασικά στοιχεία, λυχνία ή τρανζίστορ, ως διακόπτες και όχι πλέον ως ενισχυτές σήματος. Κύριο πλεονέκτημα της ψηφιακής τεχνικής, σε σύγκριση με την αναλογική, είναι η απουσία διαταραχών (θορύβου) που οφείλεται στην επιπρόσθεση ξένων σημάτων, προκύπτουν όμως άλλα προβλήματα  αλλοίωσης δεδομένων.

Δίοδη λυχνία

Πρόκειται για μία λυχνία κενού, στην οποία βρίσκονται δύο ηλεκτρόδια, κάθοδος και άνοδος. Εφόσον η άνοδος βρίσκεται σε υψηλότερο δυναμικό από την κάθοδο, εκπέμπονται από την κάθοδο ηλεκτρόνια, λόγω ισχυρού ηλεκτρικού πεδίου, φωτεινής ακτινοβολίας ή πυρακτώσεως της καθόδου, τα οποία ηλεκτρόνια καταλήγουν στην άνοδο, ώστε να κλείσει το ηλεκτρικό κύκλωμα. Αυτό το ηλεκτρονικό στοιχείο λειτουργεί ως ανορθωτής, επειδή είναι δυνατή η διέλευση ηλεκτρονίων μόνο από την κάθοδο στην άνοδο και όχι αντίστροφα.  Η αρχή της ιστορίας της διόδου μπορεί να συσχετιστεί με διάφορες τεχνικές  επινοήσεις και κατασκευές, όπως με τη φωτολυχνία του Αμερικάνου ερευνητή G.R. Carey το έτος 1875 ή με τη «λυχνία Crookes» που εφεύρε το έτος 1878 ο Εγγλέζος William Crookes ή του Thomas Alva Edison (Έντισον, 1847-1931), ο οποίος διαπίστωσε ότι ένα τρίτο ηλεκτρόδιο σε ένα λαμπτήρα πυρακτώσεως, το οποίο δεν έχει ηλεκτρική επαφή με το αγώγιμο υλικό, διαρρέεται υπό διάφορες πορϋποθέσεις από ηλεκτρικό ρεύμα (φαινόμενο Έντισον) ή με τη λυχνία ακτίνων Χ του Γερμανού Wilhelm Roengten το έτος 1895 ή με την καθοδική λυχνία του επίσης Γερμανού Karl Ferdinand Braun (Μπράουν, 1850-1918) το έτος 1897 ή, τέλος, με τον ανορθωτή ατμών υδραργύρου του Αμερικάνου Peter Cooper-Hewitt (Κούπερ-Χιούιτ) το έτος 1902. Ο Μπράουν ερευνούσε τη δυνατότητα τεχνικής αξιοποίησης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που είχε ανακαλύψει ο Heinrich Hertz το έτος 1888 κατά τη μελέτη των εξισώσεων Maxwell. Ο Κούπερ-Χιούιτ έβαλε με την κατασκευή του τα θεμέλια του κλάδου της Ηλεκτρονικής αερίων, στων οποίων τις διεργασίες παίζουν αγώγιμο ρόλο επίσης τα θετικά ιόντα. Το έτος 1904 επινόησε ο Εγγλέζος Ambrose J. Fleming (Φλέμινγκ, 1849-1945) τη λεγόμενη «Fleming Valve» (βαλβίδα), η οποία ήταν ουσιαστικά η πρώτη αξιοποιήσιμη δίοδη λυχνία. Ο όρος δίοδη σχετίζεται με τα 2 ηλεκτρόδια, λυχνία ονομάστηκε λόγω της ομοιότητας του γυάλινου περιβλήματος με αυτό της λυχνίας φωτισμού. Το έτος αυτό κατέθεσε ο Φλέμινγκ μια αίτηση για αναγνώριση ευρεσιτεχνίας με τίτλο «Improvements in Instruments for Detecting and Measuring Alternating Electric Currents» που αφορούσε έναν ανορθωτή κενού με δύο ηλεκτρόδια. Ο Φλέμινγκ αναζητούσε ένα κατάλληλο ανιχνευτή ραδιοκυμάτων και διαπίστωσε ότι γι’ αυτό το σκοπό προσφερόταν μια κατασκευή που στηριζόταν στο φαινόμενο Έντισον. Ο ίδιος ο Φλέμινγκ ονόμασε τη λυχνία του «Oscillation Valve» και σήμερα θεωρείται αυτή η εφεύρεση ως σημείο εκκινήσεως της εφαρμοσμένης Ηλεκτρονικής. Στην εξέλιξη της Ηλεκτρονικής κατά τις επόμενες δεκαετίες διαπιστώθηκε ότι η ανορθωτική διάταξη με αξιοποίηση του δοχείου ατμών υδραργύρου είναι κατάλληλη κυρίως για ενεργειακές εφαρμογές, ενώ η λυχνία κενού αξιοποιήθηκε κυρίως στις Τηλεπικοινωνίες. Με την πάροδο του χρόνου, η συσκευή του Κούπερ γινόταν όλο μεγαλύτερη, η λυχνία του Φλέμινγκ όλο μικρότερη.

Τρίοδη και άλλες λυχνίες

Το έτος 1906 κατασκεύασε ο Αμερικάνος τεχνικός Lee de Forest (ντε Φόρεστ, 1873-1961) μία νέα λυχνία με τρία ηλεκτρόδια, την οποία ονόμασε «Audion» και η οποία είχε ως προορισμό την ανίχνευση υψίσυχνων σημάτων. Το τρίτο ηλεκτρόδιο που ενσωμάτωσε ο ντε Φόρεστ στη λυχνία, η οποία έτσι έγινε τρίοδη, ήταν ένα μεταλλικό πλέγμα με μεταβλητό δυναμικό, το οποίο πλέγμα ήταν διαπερατό για ένα μέρος των ηλεκτρονίων που κινούνταν από την κάθοδο στην άνοδο και έτσι ελεγχόταν η ροή τους. Ο Φλέμινγκ που είχε επινοήσει τη δίοδη λυχνία, κατήγγειλε τον ντε Φόρεστ για αντιγραφή της δικής του εφεύρεσης, προφανώς όμως δεν είχε αντιληφθεί το σημαντικό νεωτερισμό που προέκυψε με την κατασκευή του Φλέμινγκ και αφορούσε τον ηλεκτρονικό ενισχυτή. Ο ντε Φόρεστ που πέρασε μια ζωή γεμάτη περιπέτειες με αποτυχημένες  επιχειρήσεις, σε δίκες για αμφισβήτηση τεχνικών επινοήσεών του και εξ αιτίας οικογενειακών προβλημάτων, υλοποίησε την τρίοδο λυχνία τον έλεγχο μιας ενεργειακής ροής με ένα ασθενές σήμα, κάτι που επιδιώκεται πάντα στη διεπαφή ανθρώπου με τις μηχανές. Για παράδειγμα, ο οδηγός αυτοκινήτου, ο τιμονιέρης πλοίου ή ο πιλότος  αεροπλάνου επιδρούν με την ασθενική δύναμη των χεριών τους ώστε να ελεγχθούν οι σημαντικές ενεργειακές ροές που οδηγούν στην κίνηση των βαρέων οχημάτων που οδηγούν.  Η τρίοδη λυχνία του ντε Φόρεστ αξιοποιήθηκε σε πολλές εφαρμογές ως ενισχυτής αλλά κυρίως για σήματα ήχου (audio), αλλά και ως ηλεκτρονικός διακόπτης. Με αυτή την ιδιότητα του διακόπτη χρησιμοποιήθηκε αργότερα η τρίοδη λυχνία στην κατασκευή των πρώτων ηλεκτρονικών υπολογιστών. Το έτος 1914 ανακοίνωσε ο ντε Φόρεστ την κατασκευή ενός κυκλώματος και ενός δέκτη υψίσυχνων σημάτων με «αναγέννηση», «ανασύσταση» του σήματος, το οποίο ονομάστηκε regenerative circuit και regenerative receiver, εφευρέσεις που προκάλεσαν δικαστικές αντιδικίες με άλλους εφευρέτες, οι οποίοι τον κατηγόρησαν για κλοπή πνευματικής ιδιοκτησίας. Οι δίκες κράτησαν σχεδόν 20 χρόνια και έφτασαν μέχρι το ανώτατο δικαστήριο των ΗΠΑ, όπου ο ντε Φόρεστ βγήκε μεν νικητής, όσοι έζησαν όμως τα γεγονότα ήταν βέβαιοι ότι η αρχική ιδέα γι’ αυτές τις κατασκευές ανήκε στον τεχνικό Edwin Armstrong. Η εξέλιξη στον τομέα των λυχνιών ήταν συστηματική, αφού άρχισαν όλοι οι ερευνητές και οι μεγάλες εταιρίες να μελετούν τη συμπεριφορά λυχνιών με περισσότερα ηλεκτρόδια και ειδικές κατασκευαστικές διαμορφώσεις, ώστε να πετύχουν τα κατά περίπτωση επιθυμητά αποτελέσματα. Το 1919 παρουσίασε ο Γερμανός Walter Schottky (Σότκυ, 1886-1976) την τετράοδη λυχνία (tetrode), η οποία έχει αρνητική αντίσταση και αξιοποιήθηκε ως ενεργό στοιχείο σε ταλαντωτές, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις και σε τελικούς ενισχυτές και το 1926 ο Ολλανδός Bernhard D.H. Tellegen (Τελεγκέν) την πέντοδη λυχνία (pentode), η οποία χρησιμοποιήθηκε για μεγάλες ενισχύσεις σήματος με μέτρια ισχύ, υψηλής και χαμηλής συχνότητας. Οι κυριότερες εφαρμογές των πέντοδων λυχνιών ήταν σε τελικές βαθμίδες ενισχυτών. Εκτιμάται ότι οι μισές περίπου από τις λυχνίες που κατασκευάστηκαν και διατέθηκαν στην παγκόσμια αγορά ήταν πέντοδοι. Οι επόμενες με περισσότερα ηλεκτρόδια ονομάζονται λυχνίες μείξης σημάτων, εξ αυτών δε η εξάοδος (hexode) συνδυάζει τη λειτουργία μιας τρίοδης και μιας τετράοδης λυχνίας και παρουσιάζει ανοδικό ρεύμα ως αποτέλεσμα του γινομένου των τάσεων στα δύο πλέγματα. Η επτάοδος λυχνία (septode) εποτελεί βελτιωμένη έκδοση της εξάοδης με ένα επιπλέον πλέγμα αναχαίτισης δευτερευόντων ηλεκτρονίων. Η οκτάοδος (oktode) περιλαμβάνει και τη λειτουργία ταλαντωτή, ενώ η εννιάοδη λυχνία (nonode) πραγματοποιεί την αποδιαμόρφωση συχνότητας και την ενίσχυση του σήματος χαμηλής συχνότητας. Ήδη το έτος 1916 πραγματοποίησε ο ντε Φόρεστ εκπομπές μουσικής με άριες του Enrico Caruso και διαφημίσεις των τεχνικών κατασκευών του, αλλά το τεχνολογικό αυτό γεγονός έμεινε μάλλον άγνωστο, γιατί δεν ήταν διαθέσιμοι ραδιοφωνικοί δέκτες. Στις αρχές της δεκαετίας του 1920 κατηγορήθηκε πάλι ο ντε Φόρεστ ότι «έκλεψε» μια ιδέα του τέως συμφοιτητή και φίλου του Theodore Willard Case για την εισαγωγή ήχου στις ταινίες του βωβού κινηματογράφου. Ο ντε Φόρεστ ισχυριζόταν ότι το «Phonofilm» που είχε εφεύρει ήταν εξέλιξη ιδεών κάποιων τεχνικών από τη Γερμανία, με αξιοποίηση του φαινομένου Kerr, και όχι του τέως συμφοιτητή του. Η ιδέα του Phonofilm ήταν να αποτυπώνονται σε μία ζώνη, δίπλα στα καρέ της ταινίας οπτικά ίχνη, τα οποία αποτελούν αποτυπώματα των ηλεκτρικών σημάτων του ήχου. Κατά την προβολή της ταινίας γίνεται σύγχρονη μετατροπή αυτών των αποτυπωμάτων σε ηλεκτρικά σήματα και στη συνέχεια σε ήχο. Ο ντε Φόρεστ επισκέφτηκε τότε όλα τα κινηματογραφικά στούντιο του Χόλυγουντ για να παρουσιάσει την εφεύρεσή του, αλλά συνάντησε αδιαφορία. Μάλιστα, ο H.M.Warner, της εταιρίας Warner Brothers απογοήτευσε το έτος 1927 τον επισκέπτη, λέγοντάς του: «Ποιος μπορεί να ενδιαφέρεται να ακούει τους ηθοποιούς να μιλάνε;» Αργότερα επέλεξαν οι εκπρόσωποι των κινηματογραφικών εταιριών ένα άλλο σύστημα ομιλίας στις ταινίες, αλλά λίγο μετά κατέληξαν πράγματι στο Phonofilm του ντε Φόρεστ, το οποίο χρησιμοποιείται, βελτιωμένο, μέχρι σήμερα. Το έτος 1959/1960 απονεμήθηκε μάλιστα στον εφευρέτη του ένα Όσκαρ, στα πλαίσια της γνωστής απονομής βραβείων για ταινίες, για την πρωτοποριακή εφεύρεσή του σύγχρονου ήχου σε κινηματογραφική ταινία.     Διάφοροι τύποι λυχνιών (Πάτημα με το ποντίκι εμφανίζει τον τύπο και το έτος πρώτης παρουσίασης κάθε λυχνίας) Ο εφευρέτης της τρίοδης λυχνίας ζούσε για αρκετές δεκαετίες σε απομόνωση από όλους τους τεχνικούς της εποχής, γιατί είχε κακή φήμη λόγω των αλλεπάλληλων κατηγοριών για κλοπή ιδεών από συνεργάτες και συναδέλφους του. Πέθανε σε ηλικία 88 ετών στο Χόλυγουντ, μακριά από τα κέντρα της τεχνολογίας, αλλά κοντά στις κινηματογραφικές εταιρίες, με τις οποίες απέκτησε πολλά χρήματα για την αξιοποίηση της εφεύρεσης του Phonofilm.

Ραδιόφωνο

Μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα η επικοινωνία με ραδιοκύματα γινόταν με σήματα Μορς, όπως σε ένα τηλέγραφο. Το έτος 1906 επινόησε ο καναδο-αμερικανός Reginald A. Fessenden (Φέσεντεν, 1866-1932) τη διαμόρφωση πλάτους (amplitude modulation, AM) του ραδιοσήματος. Το πλάτος του υψίσυχνου φέροντος σήματος μεταβάλλεται στο ρυθμό του σήματος που δημιουργεί ο ήχος και το συνολικό υψίσυχνο σήμα μεταδίδεται μέσω ασύρματου τηλεγράφου. Στο δέκτη αφαιρείται το φέρον σήμα και μένει μόνο το σήμα ήχου. Στα τέλη Δεκεμβρίο του 1906 έγινε η πρώτη εκπομπή τέτοιου είδους (ένα μουσικό κομμάτι) από τη Μασαχουσέτη των ΗΠΑ, η οποία έγινε αντιληπτή στους ασύρματους δέκτες που ήταν σε λειτουργία. Σημειώνουμε εδώ ότι ο όρος ράδιο- που χρησιμοποιείται ως πρώτο συνθετικό σε διάφορες λέξεις από αυτό τον κύκλο τεχνικών εφαρμογών, προέρχεται από τη λατινική λέξη radius (ακτίνα) και δεν έχει οποιαδήποτε σχέση με το στοιχείο ράδιο ή τη ραδιενέργεια.  Ο χειρισμός του ασυρμάτου ήταν για πολλά χρόνια πολύπλοκος και, ουσιαστικά, μόνο ραδιομηχανικοί ήταν σε θέση να τον λειτουργήσουν. Στα χρόνια 1916-19 επινόησε ο Αμερικάνος μηχανικός Edwin H. Armstrong (Αρμστρονγκ, 1890-1954), όταν υπηρετούσε ως αξιωματικός του αμερικάνικου στρατού στο Παρίσι, μια βελτίωση του υπερετερόδυνου κυκλώματος του Φάσεντεν και κατασκεύασε τον υπερετερόδυνο δέκτη (δέκτης υπερθέσεως), ο οποίος στηριζόταν στην ανάμειξη του υψίσυχνου σήματος με μια ενδιάμεση συχνότητα, πριν από την αποδιαμόρφωση και με τη βοήθεια του οποίου γινόταν σαφής διαχωρισμός στη λήψη εκπομπών με γειτονικές συχνότητες. Με αυτή τη βελτίωση έγινε δυνατή η κατασκευή ραδιοφωνικών δεκτών με αποδεκτή ποιότητα και ευκολία στο χειρισμό τους και δημιουργήθηκαν οι προύποθέσεις για τη διάδοση του ραδιοφώνου. Η αρχή του υπερετερόδυνου δέκτη χρησιμοποιείται μέχρι σήμερα στους ραδιοφωνικούς δέκτες, στα κινητά τηλέφωνα, στις δορυφορικές επικοινωνίες και αλλού. Το έτος 1915 υπέβαλε ο πρώην τηλεγραφητής David Sarnoff (Σάρνοφ, 1891-1971) στην εταιρία Marconi Wireless Telegraphy Company of America ένα υπόμνημα, στο οποίο περιέγραφε μια νέα οικιακή συσκευή: «Έχω στο μυαλό μου ένα σχέδιο ανάπτυξης, με το οποίο μπορεί να γίνει το ραδιόφωνο μια οικιακή συσκευή, όπως το πιάνο... Η ιδέα είναι να φέρουμε τη μουσική μέσα στο σπίτι χωρίς καλώδια. Ο δέκτης μπορεί να σχεδιαστεί με τη μορφή ενός μουσικού κουτιού και να ρυθμιστεί για μερικά διαφορετικά μήκη κύματος, τα οποία θα επιλέγονταιμε τη χρήση ενός απλού διακόπτη ή ενός απλού κουμπιού... Αν μόνο ένα εκατομμύριο οικογένειες βρουν αυτή την ιδέα ενδιαφέρουσα, αυτό θα αποφέρει σ' εμάς σημαντικά έσοδα». Το υπόμνημα του Σάρνοφ δεν θεωρήθηκε σοβαρό, αλλά μετά από 7-8 χρόνια η εταιρία που ίδρυσε ο ίδιος, RCA (=Radio Corporation of America)έγινε μία από τις σημαντικότερες βιομηχανίες στον τομέα της ψυχαγωγίας και πληροφόρησης. Βέβαια, αρχικά βρήκε ο Σάρνοφ πολλές δυσκολίες και ακόμα το έτος 1922 αμφέβαλε αν θα υπάρχουν αρκετοί άνθρωποι που θα ενδιαφέρονται να ακούν μουσική με ασύρματη μετάδοση: «Το κουτί που παίζει ασύρματα μουσική, δεν φαίνεται να έχει εμπορική αξία. Ποιος θα πλήρωνε για μηνύματα που στέλνονται στον αέρα χωρίς συγκεκριμένο αποδέκτη;» Αυτό άλλαξε όμως με κατάλληλη προβολή του μέσου και των πλεονεκτημάτων αυτής της τεχνολογίας. Ως προς την πατρότητα του υπερετερόδυνου δέκτη υπάρχουν μέχρι σήμερα σημαντικές αμφιβολίες, κυρίως επειδή η έρευνα για βελτίωση των ηλεκτρονικών επικοινωνιών συμπίπτει με τον α' παγκόσμιο πόλεμο, οπότε όλες οι πλευρές αναζητούσαν λύσεις στα υπάρχοντα τεχνικά προβλήματα επικοινωνιών. Στη Γαλλία παρουσίασε ο Lucien Levy (Λεβύ) το έτος 1917 επίσης ένα υπερετερόδυνο δέκτη και στη Γερμανία ο Walter Schottky (Σότκυ, 1886-1976) το έτος 1918 έναν ακόμα. Είναι πιθανόν να υπήρχε επαφή και συνεργασία ή και αντιγραφή μεταξύ των 'Αρμστρονγκ και Λεβύ, αλλά ο Σότκυ σίγουρα δεν είχε, λόγω των πολεμικών περιστάσεων, συνεργασία μαζί τους και πιθανότατα να ξεκίνησε κι αυτός από το κύκλωμα του Φάσεντεν. Γεγονός είναι ότι ο 'Αρμστρονγκ βρέθηκε συχνά σε δικαστικές αντιδικίες για τη διεκδίκηση αυτής και άλλων επινοήσεών του. Ο Λεβύ πούλησε την ευρεσιτεχνία του στην εταιρία AT&T  και ο 'Αρμστρονγκ στην RCA. Η κατάσταση στον τομέα της Ηλεκτρονικής ήταν τέτοια ώστε, αν και ήταν γνωστοί οι κάτοχοι των δικαιωμάτων γι' αυτόν τον τύπο δέκτη, στην αγορά ραδιοφώνων υπήρχαν περί τους 25 κατασκευαστές και προμηθευτές συσκευών, οι περισσότεροι χωρίς να έχουν αποκτήσει σχετικά δικαιώματα.   Στούντιο σύγχρονου ραδιοφωνικού σταθμού Η πρώτη μετάδοση ραδιοφωνικής εκπομπής στις ΗΠΑ πραγματοποιήθηκε το έτος 1920 και μέχρι τέλος του ίδιου έτους είχαν αδειοδοτηθεί ήδη 690 σταθμοί. Στην Ευρώπη άρχισαν οι ραδιοφωνικές εκπομπές το έτος 1922 από την εταιρία του Μαρκόνι, η οποία είχε εγκατασταθεί στο Λονδίνο. Στην Ελλάδα αναφέρεται ο Χρήστος Τσιγγιρίδης (1877-1947), μηχανικός από το Πολυτεχνείο Στουτγκάρδης, ως πρώτος δημιουργός ραδιοφωνικού σταθμού με άδεια και διακριτικό τίτλο «Ράδιο Τσιγγιρίδη», αρχικά το έτος 1925 από το σπίτι του στη Θεσ/νίκη, από το έτος δε 1928 και για πάνω από 20 χρόνια από το χώρο της Διεθνούς Εκθέσεως και από το Πεδίο του 'Αρεως της Θεσ/νίκης. Το 1936 ιδρύθηκε ελληνικός δημόσιος φορέας ραδιοφωνίας με τίτλο «Υπηρεσία Ραδιοφωνικών Εκπομπών - ΥΡΕ», για λογαριασμό του οποίου εγκατέστησε η εταιρία Telefunken πομπό εκπομπής στα μεσαία κύματα με ισχύ 15kW. Το ραδιόφωνο διαμόρφωσε τον πολιτισμό μιας ολόκληρης εποχής και την παιδεία αρκετών γενεών στην Ευρώπη, την Αμερική και αλλού. Πέρα από τη συχνή και, όσο το επέτρεπαν οι πολιτικές συνθήκες, έγκυρη ενημέρωση, συνέβαλε το ραδιόφωνο αποφασιστικά στη σταδιακή αποδέσμευση των ανθρώπων από τις οπισθοδρομικές παραδόσεις και στην κάλυψη των πολλαπλών κενών που άφηνε το επίσημο εκπαιδευτικό σύστημα. Πηγή ενημέρωσης έπαψαν πλέον να είναι, ιδίως στις μικρές κοινωνίες και στην ύπαιθρο, οι «αυθεντίες» (δάσκαλος, παπάς, αστυφύλακας) και τα τοπικά έντυπα, ενώ πολλοί άνθρωποι, χωρίς πολιτισμική παιδεία, ενημερώθηκαν για πρώτη φορά, μέσω των ραδιοφωνικών εκπομπών, για κανόνες υγιεινής και σωστής διατροφής, με υποδείξεις για ορθή κοινωνική συμπεριφορά και ανατροφή παιδιών, με προβολή θεμάτων μουσικής και θεατρικής παιδείας κ.ά. Κάθε ακροατής είχε την εντύπωση ότι ο εκφωνητής απευθυνόταν σ' αυτόν προσωπικά κι έτσι καθιερώθηκε η τάση, όπως και παλαιότερα με τις εφημερίδες, να απαντάει ο ακροατής με γράμματα και, όπου μπορούσε, με τηλεφωνήματα στους ραδιοφωνικούς σταθμούς. Το ρόλο αυτό του ραδιοφώνου παρέλαβε και συνέχισε, ουσιαστικά μετά το β' παγκόσμιο πόλεμο, η τηλεόραση, εισάγοντας και την οπτική διάσταση στα μηνύματα. Η επικοινωνία των ακροατών ή θεατών με τους σταθμούς εκπομπής αποτελεί τα πρώτα βήματα διαδραστικότητας και αμοιβαίας αποστολής μηνυμάτων, η οποία πήρε μαζική μορφή, από τα τέλη του 20ου αιώνα, με την εισαγωγή των υπολογιστών και του Internet. Τηλεόραση   Ήδη το 1883 παρουσίασε ο Νίπκο μία ηλεκτρομηχανική συσκευή, το λεγόμενο ηλεκτρικό τηλεσκόπιο, με το οποίο ήταν δυνατή η υποτυπώδης μετάδοση εικόνων. Τόσο λόγω του παρεμβαλλόμενου μηχανοκίνητου συστήματος στη μηχανή λήψης και στο δέκτη, όσο και λόγω της απουσίας ενισχυτών για το σήμα της φωτοδιόδου, η επινόηση του Νίπκο παρέμεινε στα αζήτητα, όπως και πολλές άλλες αξιόλογες ιδέες εκείνης της εποχής.   Συσκευή Telehor του Mihaly   Όπως αναφέρθηκε ήδη, το έτος 1897 κατασκεύασε ο Ferdinand Braun (σε συνεργασία με τον Jonathan Zenneck) την πρώτη καθοδική λυχνία με κανόνι ηλεκτρονίων και μια οθόνη με φθορίζον υλικό, η οποία ονομάστηκε λυχνία Μπράουν. Με ένα σύστημα πυκνωτών και πηνίων είναι δυνατός ο έλεγχος του σημείου πρόσπτωσης της ακτίνας στη φθορίζουσα οθόνη της λυχνίας. Αυτή η λυχνία αξιοποιήθηκε αρχικά στις μετρήσεις (παλμογράφος) και σταδιακά, με τη βελτίωση των υλικών και των κυκλωμάτων, αποτέλεσε μέχρι τα τέλη του 20ου αιώνα το σημαντικότερο μέσο για αναπαραγωγή εικόνων, τόσο για ψυχαγωγική, όσο για ιατρική και βιομηχανική χρήση. Όμως οι πρώτες «επιτυχείς» ασύρματες τηλεοπτικές εκπομπές έγιναν με τη βελτιωμένη τεχνική του Νίπκο. Μέχρι τα τέλη της δεύτερης δεκαετίας του 20ου αιώνα έγιναν διάφορες προσπάθειες να αξιοποιηθεί η λυχνία Μπράουν, αλλά η πρώτη χρήση του ενισχυτή λυχνιών για την επεξεργασία και μετάδοση τηλεοπτικού σήματος φαίνεται να έγινε το 1919 από τον Ούγγρο Denes von Mihaly (Μιχάλη, 1894-1953). Η συσκευή του Telehor (tele = μακράν, horan = βλέπω) ελάμβανε στη Βουδαπέστη μόνο σκιώδεις εικόνες από ένα πομπό σε απόσταση περίπου 5 χιλιομέτρων. Το 1924 έρχεται ο Μιχάλη στο Βερολίνο και εργάζεται ως μηχανικός στην εταιρία AEG, αργότερα ανεξαρτοποιήθηκε επαγγελματικά. Ανάλογα σήματα με εκείνα του Μιχάλη κατάφερε να πραγματοποιήσει το έτος 1925 ο Max Dieckmann (Ντίκμαν), ο οποίος είχε καταπιαστεί ήδη το έτος 1906 με την κατασκευή ενός τηλεοπτικού συστήματος με χρήση της λυχνίας Μπράουν. Ο August Karolus (Καρόλους) πέτυχε επίσης το έτος 1925 τη λήψη εικόνων, αξιοποιώντας στην ανάλυση της εικόνας το φαινόμενο Kerr. Όλα αυτά τα συστήματα, μαζί με εκείνα του John Baird στη Βρετανία και των Herbert Ives και Charles Jenkins στις ΗΠΑ είχαν κοινό μειονέκτημα ότι, όπως προαναφέρθηκε, χρησιμοποιούνταν μηχανικά συστήματα που είχαν λόγω της φύσης του οπτικού σήματος περιορισμένες δυνατότητες. Ο δίσκος Νίπκο συνέχισε να χρησιμοποιείται και το έτος 1928, όταν παρουσιάζεται πάλι ο Ούγγρος Μιχάλη στο προσκήνιο και επιδεικνύει στο Βερολίνο, σε μικρό κύκλο ενδιαφερομένων, μια εκπομπή και λήψη με οθόνη 4x4 cm και ανάλυση 900 σημείων. Το ίδιο έτος παρουσίασε ο Καρόλους, συνεργαζόμενος με την εταιρία Telefunken, σε τεχνολογική έκθεση στο Βερολίνο το δικό του σύστημα με οθόνη 8x10 cm και ανάλυση 10.000 σημείων. Και οι δύο εφευρέτες δεν βρήκαν φυσικά αγοραστές για τις συσκευές τους, γιατί δεν υπήρχαν ακόμα εκπομπές τηλεοπτικών προγραμμάτων. Το 1929 άρχισε να λειτουργεί στη Γερμανία (Witzleben) ο πρώτος δοκιμαστικός τηλεοπτικός σταθμός με σάρωση 30 γραμμών (ανάλυση 1.200 σημείων) με 12,5 εναλλαγές εικόνας ανά δευτερόλεπτο. Η εξέλιξη πήρε σε μια δεκαετία τις τιμές που αναφέρονται στον πίνακα. Το 1937 εισήχθη για πρώτη φορά η τεχνική της πεπλεγμένης σάρωσης (interlaced scan) με 50 ημι-εικόνες, καθεμιά με 220½ σειρές. έτος Σάρωση γραμμές Εναλλαγή εικόνων [Hz] 1929 30 12,5 1931 48 25 1932 90 25 1934 180 25 1936 375 25 1937 441 25 Το έτος 1931 παρουσίασε πάλι σε μια έκθεση στο Βερολίνο ο Manfred von Ardenne (φον Αρντέν, 1907-1997) το πρώτο πλήρως ηλεκτρονικό σύστημα καταγραφής, εκπομπής και λήψης τηλεοπτικού σήματος. Από το έτος 1934 άρχισε η εκπομπή τηλεοπτικών εκπομπών με εικόνα και ήχο κι έτσι βρήκαν νέους θεατές, αν και ακόμα λίγους, οι μόλις πρόσφατα ομιλούσες κινηματογραφικές ταινίες. Αυτή την εποχή είχε έρθει στην εξουσία της Γερμανίας το ναζιστικό κόμμα και επέλεξε την ευρεία προώθηση της τηλεόρασης, προφανώς ως δείγμα αποφασιστικότητας και αποτελεσματικότητας του νέου καθεστώτος, υστερόβουλα όμως για να αξιοποιήσει προπαγανδιστικά αυτό το σημαντικό μέσο επικοινωνίας με μεγάλο ακροατήριο. Επειδή όμως στο Βερολίνο υπήρχαν μόνο μερικές εκατοντάδες τηλεοπτικοί δέκτες και εκτιμήθηκε ότι το κόστος για ευρεία διάχυση των συσκευών ήταν δυσβάστακτα μεγάλο, δημιουργήθηκαν αίθουσες παρακολούθησης τηλεοπτικού προγράμματος, κάτι αντίστοιχο με τις αίθουσες κινηματογράφου. Στις αίθουσες αυτές είχαν θέση μέχρι 30 άτομα, τα οποία παρακολουθούσαν δωρεάν το θαύμα της τεχνικής σε οθόνες 18x22 cm Οι ολυμπιακοί αγώνες του έτους 1936 στο Βερολίνο αποτέλεσαν μια αφορμή για προώθηση της τηλεοπτικής τεχνολογίας. Στο ολυμπιακό στάδιο παρουσιάστηκαν για πρώτη φορά κινούμενες μηχανές λήψης με μεγάλους αντικειμενικούς φακούς και άλλες σημαντικές τεχνολογικές βελτιώσεις, σε σύγκριση με τα γνωστά της εποχής. Η προπαγανδιστική αξιοποίηση αυτών των αγώνων από το ναζιστικό καθεστώς έχει μείνει έκτοτε στην ιστορία των αθλητικών μεταδόσεων. Στη Βρετανία άρχισαν οι συστηματικές τηλεοπτικές εκπομπές το έτος 1936, στη Γαλλία το έτος 1937 και στις ΗΠΑ το 1939. Με την έναρξη του β’ παγκόσμιου πολέμου, μειώθηκαν σταδιακά μέχρι μηδενισμού οι τηλεοπτικές εκπομπές και έγιναν προσπάθειες να αξιοποιηθεί η τηλεόραση στην αναγνώριση εχθρικών θέσεων. Μετά τον πόλεμο επανήλθε η δημόσια τηλεόραση στη Γερμανία το έτος 1954. Το ίδιο έτος απέκτησε τηλεοπτικό πρόγραμμα η Ιαπωνία ως πρώτη ασιατική χώρα.     Μαγνητόφωνο   Το έτος 1888 δημοσιεύτηκε στο αμερικάνικο περιοδικό «The Electrical World» ένα άρθρο του Oberlin Smith, στο οποίο περιγράφονταν σε θεωρητικό επίπεδο δυνατότητες αποθήκευσης ήχου σε μαγνητικά μέσα. Αυτές τις ιδέες ανέλαβε να υλοποιήσει με το «ηχηρό σύρμα» ο Δανός τεχνικός Valdemar Poulsen (Πάουλσεν, 1869-1942). Οι πρώτες επιδείξεις του έγιναν σε μια τεντωμένη χορδή πιάνου με μήκος 1,5 μέτρο, κατά μήκος της οποίας «κατέγραψε» ο Πάουλσεν ηλεκτρικά σήματα κυλώντας ένα ηλεκτρομαγνήτη που διεγειρόταν από το ρεύμα μικροφώνου. Όταν επαναλαμβανόταν η διαδικασία με ένα ακουστικό στη θέση του μικροφώνου, ακουγόταν αυτό που είχε «καταγραφεί». Μια αξιοποιήσιμη συσκευή που εκτελούσε αυτές τις διεργασίες παρουσίασε ο Πάουλσεν περί τα 10 χρόνια αργότερα, το έτος 1898 και την ονόμασε τηλεγράφωνο (telegraphone), μάλλον επειδή ο ίδιος διέβλεπε εφαρμογές της συσκευής του στον τομέα της τηλεγραφίας. Στην πρώτη εκδοχή του τηλεγραφώνου το σύρμα ήταν τυλιγμένο σε στενή αλλά όχι βραχυκυκλώμένη περιέλιξη πάνω σε ένα περιστερόμενο τύμπανο. Αυτό το σύρμα πέρναγε μέσα από τους πόλους του ηλεκτρομαγνήτη, ο οποίος εκινείτο αξονικά κατά την περιστροφή του κυλίνδρου. Ο ηλεκτρομαγνήτης έπαιζε ήδη τότε ταυτόχρονα ρόλο κεγαλής για εγγραφή, για ανάγνωση και διαγραφή. Στα επόμενα χρόνια κατασκευάστηκαν και δοκιμάστηκαν διάφορες βελτιωμένες εκδοχές του τηλεγραφώνου, όπου ήδη σύντομα χρησιμοποιήθηκε η αρχή με τα δύο καρούλια (μπομπίνες), από το ένα ξετυλίγεται το σύρμα και τυλίγεται στο άλλο. Ο ίδιος ο Πάουλσεν χρησιμοποιούσε δοκιμαστικά, αντί για σύρμα, χαλύβδινη ταινία με πλάτος 3 mm και πάχος 0,05 mm. Οι ταχύτητες κίνησης της ταινίας ήταν της τάξης των 2 m ανά δευτερόλεπτο. Αυτές οι συσκευές προορίζονταν κυρίως για υπαγόρευση κειμένου και διέθεταν τηλεχειρισμό. Ο εφευρέτης εγκωμίαζε την ποιότητα του παραγόμενου ήχου στο περιοδικό «Annalen der Physik» του έτους 1900 με ενθουσιασμό: «... η απόδοση της φωνής του ρήτορα έχει ιδιαίτερη καθαρότητα, χωρίς ενοχλητικό θόρυβο ... οι συσκευές, δεν αποδίδουν μόνο ό,τι λέγεται και τραγουδιέται με απόλυτη ακρίβεια, αλλά ακόμα και κάθε ασθενή ήχο, μάλιστα και ο ασθενής ήχος της αναπνοής μπορεί να αποδοθεί.» Βέβαια, σήμερα μπορούμε να εκτιμήσουμε ότι η φωνή και η μουσική που αναπαρήγαγε το τηλεγράφωνο του Πάουλσεν κάθε άλλο παρά «ιδιαίτερη καθαρότητα» διέθεταν κι αυτό κυρίως λόγω του θορύβου που προκαλείτο από τη μαγνητίση της συνεχούς συνιστώσας του πεδίου. Μάλιστα, ο ίδιος ο Πάουλσεν είχε σημειώσει ότι είναι απαραίτητο να μετατοπιστεί το σημείο λειτουργίας της διαδικασίας μαγνήτισης του σύρματος σε καταλληλότερη θέση της μη γραμμικής καμπύλης, αλλά τότε δεν υπήρχαν τα ηλεκτρονικά μέσα για την επιτυχία αυτού του στόχου. Έτσι, η συσκευή του Πάουλσεν εξαφανίστηκε από το προσκήνιο για περίπου 20 χρόνια.   Τηλεγράφωνο του Poulsen, αρχική μορφή με κύλινδρο και βελτιωμένη μορφή με καρούλια.   Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1920 λειτουργούσε ήδη με πολύ ικανοποιητική απόδοση το γραμμόφωνο, αλλά μια συσκευή άμεσης καταγραφής ομιλίας και μουσικής δεν είχε παρουσιαστεί ακόμα στην αγορά, παρ' ότι πολλοί και διάφοροι μηχανικοί προσπαθούσαν να βελτιώσουν τη συσκευή του Πάουλσεν. Ο μηχανικός Fritz Pfleumer (Φλόυμερ, 1897-1945) από τη Δρέσδη της Γερμανίας πειραματιζόταν από το 1928 με χάρτινες ταινίες, τις οποίες είχε επιστρώσει με λεπτά χαλύβδινα ρινίσματα. Αυτή η μέθοδος αποδείχθηκε ελπιδοφόρα και η εταιρία AEG άρχισε να ενδιαφέρεται για την υλοποίησή της. Εντωμεταξύ είχε βελτιωθεί και η Ηλεκτρονική σε τέτοιο βαθμό, ώστε δεν ήταν πια δύσκολο να αντιμετωπιστούν τα προβλήματα της μη γραμμικότητας του μαγνητικού φορέα και της ενίσχυσης των σημάτων. Πέρα από αυτά, για τις ανάγκες της ραδιοφωνίας είχαν αναπτυχθεί ήδη εξελιγμένα μικρόφωνα και μεγάφωνα, τα οποία ο Φλόυμερ αξιοποίησε για τα δικά του πειράματα. Η εταιρία BASF ανέπτυξε παράλληλα μια πλαστική ταινία, η οποία χρησιμοποιήθηκε αντί της λιγότερο ανθεκτικής χάρτινης και συνολικά προέκυψε η πρώτη συσκευή για άμεση εγγραφή ήχων με το όνομα «Ferroton». Το έτος 1935 παρουσίασε η AEG μια βελτιωμένη έκδοση της συσκευής της με το εμπορικό όνομα «Magnetophon K1» και έκτοτε χαρακτηρίζει η ονομασία μαγνητόφωνο όλες τις συσκευές εγγραφής ήχου σε ταινία. Η ταχύτητα κίνησης της ταινίας στο Κ1 ήταν της τάξης του 1 m ανά δευτερόλεπτο.  δηλαδή μία ταινία χιλίων μέτρων διαρκούσε περίπου 17 λεπτά. Η ποιότητα ήχου εκείνων των συσκευών ήταν, παρ' όλες τις τεχνικές ελλείψεις, αρκετά καλή, ακόμα και με τα κριτήρια των αρχών του 21ου αιώνα. Η μεγάλη εμπορική επιτυχία του μαγνητοφώνου δεν προήλθε βέβαια από αγορές ιδιωτών, αλλά κατά κύριο λόγο από τους ραδιοφωνικούς σταθμούς, στους οποίους γίνονταν ακόμα εγγραφές εκπομπών σε δίσκους Berliner. Το μαγνητόφωνο κατασκευάστηκε σύντομα σε πιο συμπαγή μορφή και αξιοποιήθηκε και σε εξωτερικά ρεπορτάζ των δημοσιογράφων. Από το έτος 1940 χρησιμοποιήθηκε η τεχνική της υψίσυχνης προμαγνήτισης, με την οποία πετυχαίνονται μέχρι τώρα εγγραφές χωρίς θόρυβο και παραμορφώσεις.   Μαγνητόφωνα της εταιρίας AEG, μοντέλα Κ1 και Κ4.   Πολλές από αυτές τις τεχνολογικές εξελίξεις δεν είχαν φτάσει έξω από τη Γερμανία, γιατί το ναζιστικό καθεστώς ήταν λόγω του πολέμου απομονωμένο. Μετά τον πόλεμο βρήκαν οι Αμερικάνοι στο Ράδιο Λουξεμβούργο τρία μαγνητόφωνα της AEG κι έτσι λύθηκε το μυστήριο για την καλή ποιότητα ήχου των μακρόσυρτων λόγων του Χίτλερ. Οι εγγραφές γίνονταν σταδιακά σε τέτοιου τύπου μαγνητόφωνα και ο ομιλητής αναπαυόταν ενδιάμεσα για να ξεκουράσει τη φωνή του. Οι ακροατές των ομιλιών έμεναν, βέβαια, με την εντύπωση ότι άκουγαν ζωντανή την ομιλία από το ραδιόφωνο - η τεχνική είχε αξιοποιηθεί άλλη μια φορά με στόχο να προσφέρει βελτιωμένη εικόνα για τον ηγέτη και το καθεστώς του.