Nuo telegrafo iki išmaniojo telefono (papildomam skaitymui)

Žmonės nuo senų laikų ieškojo būdų, kaip perduoti informaciją dideliais atstumais. Pavyzdžiui, pranešdami apie pavojų skambindavo varpais, degindavo laužus. Siekiant informaciją perduoti realiu laiku ir ją išsaugoti, 1735 m. pasiūlyta sukurti elektrostatinį telegrafą. Informacijos siuntėją ir gavėją turėjo sujungti daugybė elektros laidų (jų reikėjo tiek, kiek abėcėlėje yra raidžių). Norėdamas perduoti informaciją siuntėjas turėjo pasiųsti elektros signalą vienu laidu, kuriam priskirta konkreti raidė, pavyzdžiui, A. Kitame to laido gale reikėjo pritvirtinti rutuliuką, o prie jo padėti popieriaus skiautę su atitinkama raide. Laidu pasiųstas elektrinis signalas turėjo įelektrinti rutuliuką, o šis pritraukti popieriaus skiautę su reikiama raide. Deja, elektrostatinis telegrafas nebuvo pritaikytas praktiškai.

1820 m. A. M. Amperas pasiūlė naudoti elektromagnetinį telegrafą. Nuo elektrostatinio telegrafo jis skyrėsi tuo, kad vietoj popieriaus skiaučių buvo naudojamos magnetinės rodyklės su raidėmis. Vis dėlto ir elektromagnetinis telegrafas pasirodė esąs nepatogus naudoti, nes reikėjo daugybės magnetinių rodyklių (tiek, kiek abėcėlėje raidžių). Nusprendus naudoti raidžių kodus magnetinių rodyklių skaičius buvo sumažintas iki šešių.

1837 m. amerikietis Samuelis Morzė (Samuel Morse, 1791–1872) išrado rašantį elektromagnetinį aparatą – telegrafą (gr. tēle – toli, graphō – rašau). Supaprastinta šio telegrafo, dar vadinamo Morzės aparatu, schema pavaizduota 4.7.1 paveiksle.

Informacijos išsiuntimo stotyje yra telegrafo raktas (1). Informacijos priėmimo stotyje yra elektromagnetas (2), kuris gali pritraukti svirtį (3) su rašikliu (4). Rašiklis gali palikti pėdsaką popieriaus juostoje (5). Kai telegrafo raktas (1) nuspaudžiamas, elektros grandinė įjungiama ir elektrinis signalas perduodamas į elektromagnetą (2). Elektros srovė tekėdama elektromagnetu pritraukia svirtį (3). Rašiklis (4) popieriaus juostoje (5) palieka pėdsaką. Spustelėjus raktą (1) rašiklis slenkančioje popieriaus juostoje padeda tašką. Ilgiau palaikius nuspaustą raktą rašiklis brėžia brūkšnį. Taip buvo sukurta Morzės abėcėlė (4.7.2 pav.), kurioje kiekvienai raidei priskirtas kodas, susidedantis iš taškų ir brūkšnių, o jais užrašomas tekstas.

1861 m. vokiečių fizikas ir išradėjas Johanas Filipas Reisas (Johann Philipp Reis, 1834–1874) fizikų bendrijos suvažiavime pademonstravo aparatą, laidais perduodantį muzikos tonus ir žmogaus kalbą. Aparatas turėjo mikrofoną, maitinimo šaltinį ir garsiakalbį. J. F. Reisas savo įrenginį pavadino telephon. Žinoma, kad pirmas pranešimas, kurį fizikas perdavė savo telefonu, skambėjo absurdiškai: „Arklys neėda agurkų salotų.“ Informacijos absurdiškumas leido įsitikinti, kad žodžiai buvo išgirsti aiškiai.

1876 m. kovo 7 d. amerikietis mokslininkas Aleksandras Greihamas Belas (Alexander Graham Bell, 1847–1922) užpatentavo įrenginį, kurį pavadino „kalbančiu telegrafu“ (4.7.3 pav.). A. G. Belo sukurtas telefono ragelis galėjo paeiliui perduoti ir priimti signalą. 1878 m. Jungtinių Amerikos Valstijų mieste Niu Heivene atsirado pirmoji telefono stotis. Pirmosios telefono stotys buvo rankinės – pokalbio dalyvius sujungdavo telefonininkai. 1879 m. išradus automatinį komutatorių žmonės galėjo susiskambinti paprasčiausiai surinkdami reikalingą skaičių seką (telefono numerį).

Senosios kartos telefonai turėjo diskinį telefono numerio rinkiklį (4.7.4 pav.). Telefono numerio rinkiklis – tai mechaninis įtaisas, kuris generuoja elektros impulsus, atitinkančius renkamus skaitmenis. Pavyzdžiui, renkant 0diskas sukdavosi ilgiausiai ir perduodavo daugiausia (dešimt) impulsų. Telefono stotyje būdavo įrengti pagal šiuos impulsus grandines perjungiantys žingsniniai elektros varikliai.

Pirmąjį mobilųjį telefoną „DynaTAC“ (angl. DYNamic Adaptive Total Area Coverage) 1983 m. pagamino bendrovė „Motorola“ (4.7.5 pav.). Šis telefonas buvo sunkus (1,1 kg), o įkrauti jo akumuliatorių užtrukdavo net 10 valandų. Ilgainiui mobiliuosiuose telefonuose atsirado skaičiuotuvas, žadintuvas, kalendorius, fotokamera ir daugelis kitų papildinių bei funkcijų. Apie 2000-uosius pradėti gaminti telefonai su operacine sistema tapo lyg asmeniniais minikompiuteriais.

Šiuolaikinį išmanųjį telefoną sudaro mikrofonas (smulkių anglies grūdelių pripildyta dėžutė) ir garsiakalbis (4.7.6 pav.). Į telefono mikrofoną (gr. mikros – mažas + gr. phōnē – garsas) ateina garso banga. Ji virpina mikrofono membraną (ploną plėvelę). Virpanti membrana keičia anglies grūdelių išsidėstymą ir varžą. Anglies grūdeliai yra mikrofono elektros grandinės dalis. Keičiantis jų varžai kinta elektros srovės stipris grandinėje. Taip garso banga paverčiama elektriniu signalu (4.7.6 pav.). Šis elektrinis signalas pasiekia telefono (gr. tēle – toli + phōnē – garsas) garsiakalbio elektromagnetą ir sukuria kintamąjį magnetinį lauką. Jis virpina garsiakalbio membraną, o ši sukelia garso bangą – oro sutankėjimus ir praretėjimus (4.7.6 pav.).