2.手电筒原理、手电筒原理应用：拐弯通信以及电报机

我们前面讲到通过手电筒应用莫尔斯电码，因为手电筒能够提供二进制码，只有亮和灭，没有第三种状态。所以对于手电筒，我们能够进行进一步的研究。
手电筒由灯泡、导线、电池、开关、金属片和一个容纳电池的塑料外壳组成。接下来我们一一进行分析。
电路中电流的流动就像是水流和水管一样，但是电的特性不能靠其他的模型能够描述出来的。所以我们引入了“电子理论”。任何事物由原子组成。原子由中子、电子、质子组成。
一个平衡的原子中电子数目和质子数目是一样的。而电是由“琥珀”引入的。因为通过琥珀和毛皮进行摩擦，会使毛皮得到电子。但是最终都会趋于一个平衡态。
强力：原子核中的质子被束缚在一起的力量。
接下来我们从闪电开始引入电流，为什么会出现闪电呢？因为下层的云层得到电子而上层的云层失去电子，而一道闪电是用来平衡这种失衡的。闪电就是由大量的电子从一端快速移到另一端。
而手电筒的电流是因为电池中化学反应，使得负极快速地获得电子，正极快速地失去电子，为了要保持平衡，负极需要把电子转移到正极，就形成了电流。
没有绝对的绝缘体，只要加上足够的电压，任何物质都能够导电。

了解了手电筒的原理，我们可以利用手电筒的特性做一些事，想象一下，通过手电筒进行莫尔斯编码的前提是必须是面对面的，并且距离不能过长。如果我需要和邻居进行通信，也就是说需要和非相邻的人通信，则我们就需要另外寻找一个方法，这个方法是利用手电筒的原理进行的。
比如我需要发送信息给邻居，则把电池和开关放在我这端，灯泡放在邻居这端，通过导线把它们练成一个回路，这样在我这端利用开关的闭合和断开进行通信，同样，邻居也可以再利用一个相反的方法使得邻居发送消息给我。
改进1：
我们先前利用了4根导线，如果利用公共连接，则可以只使用3根导线。
改进2：
由于地球是一个很大的导体，由于截面很大，所以阻抗很小，所以我们可以利用天然条件，但是我们需要使用一个电压很大的电池，而不是一般的1.5伏电池，这样只需要用2根导线。
现实生活中，导线是根据AWG即美国线经标准度量，AWG越小，则导线越粗，电阻越小。
对于长距离的解决方法有二：
（1）增加截面使减少电阻。
（2）高电压。

莫尔斯在前面已经提到，其实他的功绩不只有编码，他还发明了电报机。

为了要完成实时远距离通信，我们用了很多方法，最典型的方法是让一群人站在山顶挥舞旗子，作为中间传输。但是这仍然很不方便。电报机就是为了解决这个问题而发明的。

电报机的原理是通过在一端进行一些措施，而在另一端产生一些变化。在前面我们讲的拐弯通信的例子就是电报机的例子，但是不幸的是，发明电报机的时候还没有发明灯泡，因此莫尔斯通过电磁进行代替。我们的电报机的结构是由一个电键、电池、发生器组成。通过搬动电键，使得发生器发出嘀和哒的声音，用来二进制编码。这样即时通信就解决了。但是如果长距离的话，导线很长会导致电流很小，这样就无法达到效果。因此我们每200英里放置中继器，中继器是由一个发生器和一个电键组成，由于中继器放置位置是较近，所以发生器能发出声音并传递给电键，这样就能起到放大的作用。

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