電話的發明

八年級《物理》（人教版）下冊第93頁的圖10．1－1是一幅貝爾1892年在紐約至芝加哥的電話線路開通儀式上的圖片（如右圖）.歷史上的第一部電話機于1876年在美國投入使用．如今，電話已經走進千家萬戶.可是你知道電話是怎樣發明的嗎？

貝爾1847年生于蘇格蘭的愛丁堡.他的父親和祖父都是從事聾啞人教育工作的，貝爾從小就受到熏陶，對聲學和語言學產生了興趣.

有一次，貝爾在做聾啞人用的“可視語言”實驗時，發現了一個有趣的現象：在電流流通和截止時，螺旋線圈會發出聲音，就像電報機發送莫爾斯電碼時發出的“滴答”聲一樣，電可以發出聲音！思維敏捷的貝爾馬上想到，如果能使電流的強度變化，模擬出人在講話時的聲波變化，那么，電流傳送語音就能實現了.要讓電流傳遞聲音，先要把聲音信號轉換成電信號，電信號傳遞到終端，還要還原成聲音信號. 怎樣才能實現這種信號的轉換呢？貝爾感到自己知識不夠，對電學又一竅不通，決定向約瑟夫·亨利求教.

亨利是一位著名的電學專家，他首先肯定了貝爾的研究方向，并鼓勵貝爾要先掌握電學知識才能完成電話的研究課題.貝爾遵照亨利的教誨專心致志地讀起電學來.經過兩年多的刻苦鉆研，貝爾已掌握了堅實的電磁學理論知識.1873年，貝爾開始專心從事電話研制工作，并請來18歲的電器技師沃特森做實驗助手.

他們終日關在實驗室里，反復設計方案，加工制作，可一次次都失敗了.1875年，一個偶然的發現使貝爾茅塞頓開.一天，貝爾和沃特森分別在兩個房間配合做一項實驗，由于機件發生故障，沃特森看管的發報機上的一塊鐵片在電磁鐵前不停地振動.這一振動產生了波動的電流，電流沿著導線傳播，使鄰室的一塊鐵片產生了同樣的振動，振動發出的微弱聲音被貝爾聽到了，引起他的注意，由此啟發他產生了新奇的聯想和構思.從此，貝爾和沃特森開始了電磁式電話的設計和實驗.

最初，他們把音叉與電磁鐵的鐵芯相連，音叉振動帶動鐵芯振動，產生感應電流.電信號傳到終端再作出相反的轉換，還原出聲音信號.

如何讓電流傳送話音呢？貝爾在研究聾啞語時，曾用橡膠做成人的喉嚨、聲帶模型，研究其振動、發聲.這時他想到，薄橡膠膜振動能發聲，薄金屬膜振動不也能發聲嗎？如果用人的語言驅動金屬膜振動，再以金屬膜帶動鐵芯振動，不就能產生與語言對應的感應電流嘛！他們立即將音叉換成金屬片，把鐵芯換成磁棒，開展實驗.

進過多次實驗、改進，1875年5月，他們研制出了兩臺粗糙的樣機.可是，經過驗證，這兩臺樣機還是不能通話.實驗再次失敗.

經反復研究、檢查，貝爾確認樣機設計、制作沒有什么問題.可為什么失敗了呢？貝爾苦苦思索著.

一天夜晚，貝爾站在窗前，鎖眉沉思.忽然，從遠處傳來了悠揚的吉他聲.那聲音清脆而又深沉，美妙極了！ “對了，沃特森，我們應該制作一個音箱，提高聲音的靈敏度.”貝爾從吉他聲中得到啟迪.于是，兩人馬上設計了制作方案.由于一時沒有材料，他們把床板拆了.幾個小時奮戰之后，音箱制成了.

1875年6月2日，他們又對帶音箱的樣機進行實驗.貝爾在一間實驗室里，沃特森在隔著幾個房間的另一間實驗室里.突然，沃特森聽到有人講：“沃特森先生，快來幫幫我！”原來，貝爾在操作時，不小心把硫酸濺到腳上，由于疼痛，他情不自禁地對著話筒喊，這竟成了人類用電話機傳送的第一句話.沃特森聽到后，驚喜萬分地回答：“貝爾！貝爾！我聽見了！聽見了！”

可是，當時人們對這新生事物的誕生反應冷漠，覺得它只能用來做做游戲，沒什么實用價值.貝爾一方面不斷完善樣機，另一方面利用一切機會宣傳電話的使用價值.1878年，貝爾在波士頓和紐約之間進行首次長途電話試驗（兩地相距300 km）獲得成功.在這以后，電話很快在北美各大城市盛行起來.

責任編輯 程 哲